紅色星球上

張佳欣

長期以來，科學(xué)家們一直認為，從地質(zhì)意義上來看，火星已經(jīng)“死”了。

這顆星球上到處都是火山，有些地方還有古老的熔巖流。但這個寒冷、貧瘠的星球似乎早已失去了如其名字一樣的火般的熱情。最新研究顯示，火星可能不是人們認為的地質(zhì)死亡世界，因為科學(xué)家在其地下發(fā)現(xiàn)了巖漿的跡象。

此外，自第一臺望遠鏡眺望火星以來，人們一直認為，火星南半球和北半球之間存在著鮮明對比。南部是布滿隕石坑的疊嶂高原，北部是地勢平緩的低地平原。這就是所謂的“火星二分法”，該理論普遍認為，火星南北半球地殼由不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成。而另一項新發(fā)現(xiàn)可能有助于解開這個關(guān)于火星地理的數(shù)百年之謎。

自2018年美國國家航空航天局的“洞察”號探測器在火星表面部署SEIS地震儀以來，科學(xué)家們監(jiān)聽了1300多次地震的信號。2021年12月24日發(fā)生的特殊事件導(dǎo)致的4級地震立即激起了科學(xué)家的興趣，因為它包含所謂的“表面波”的組成部分。

根據(jù)發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上的論文，去年的隕石高速撞擊，在火星上造成了數(shù)千英里的地震波，并形成了近150米寬的隕石坑。

通過“洞察”號發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)地震都產(chǎn)生了與火星深處巖石運動相關(guān)的傳統(tǒng)原生和次生地震波。而這些新探測到的地震波是在火星的最上層，并穿過了地殼。

論文主要作者之一、瑞士蘇黎世理工學(xué)院地球物理研究所的金東彥（音譯）說：“這是第一次在地球以外的行星上觀測到地震表面波。即使是阿波羅登月任務(wù)也未能做到這一點。”

研究人員分析，在“洞察”號著陸器和撞擊地點之間，地殼具有非常均勻的結(jié)構(gòu)和高密度。此前報道稱，“洞察”號正下方有三層低密度火星地殼，新研究意味著著陸點下方地殼結(jié)構(gòu)可能無法代表火星地殼的一般結(jié)構(gòu)。

根據(jù)金東彥的說法，新的表面波數(shù)據(jù)以及對地殼普遍均勻性的分析似乎反駁了“火星二分法”理論認為南北結(jié)構(gòu)不同之說，南北半球的結(jié)構(gòu)在相關(guān)深度可能“驚人地相似”。

這顆紅色星球被認為在過去曾有火山活動，但時間并不是在數(shù)百萬年前。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組利用“洞察”號火星探測器任務(wù)的數(shù)據(jù)，研究了火星上20多次地震事件，發(fā)現(xiàn)震中起源于科柏洛斯槽溝附近，該地區(qū)可能存在巖漿礦床，這是一個由斷層線形成的裂隙區(qū)域。這些地震講述了一個新的故事，這個故事表明，火山作用仍然在塑造火星表面方面發(fā)揮著積極的影響。

根據(jù)地震數(shù)據(jù)，科學(xué)家們得出結(jié)論，低頻地震表明存在潛在的暖源，這可以用今天的熔巖（即噴出地表的巖漿）和火星上的火山活動來解釋。具體地說，他們發(fā)現(xiàn)地震主要發(fā)生在科柏洛斯槽溝的最內(nèi)部。

當他們將地震數(shù)據(jù)與同一地區(qū)的觀測圖像進行比較時，他們還發(fā)現(xiàn)，不僅在風的主導(dǎo)方向，在圍繞科柏洛斯槽溝地幔單元周圍的多個方向上，都有較深的塵埃沉積。

論文主要作者、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的西蒙·施特勒解釋說：“深色塵埃意味著地質(zhì)證據(jù)表明，最近的火山活動可能是在過去5萬年內(nèi)，這在地質(zhì)學(xué)上相對年輕。”

“現(xiàn)在，我們有足夠的數(shù)據(jù)來看到某些統(tǒng)計模式，我們能夠定位發(fā)生在火星上的地震。”施特勒說，“洞察”號任務(wù)自2018年以來測量到的許多大大小小的地震都可以歸因于科柏洛斯槽溝地區(qū)。

看著廣袤干燥、塵土飛揚的火星地貌的圖像，很難想象大約36億年前，火星非常活躍，至少在地質(zhì)意義上是如此。來自科柏洛斯槽溝附近的地震表明，火星還沒有完全“死亡”。

科柏洛斯槽溝是以希臘神話中的一種生物命名的，即守衛(wèi)冥界的“地獄獵犬”。在這里，火山區(qū)正在下沉并形成平行的地塊或裂縫，將火星的地殼“撕”開，就像蛋糕烘焙時出現(xiàn)在頂部的裂縫一樣。根據(jù)施特勒的說法，“我們所看到的可能是這個曾經(jīng)活躍的火山地區(qū)的最后殘余，或者也有種可能是，巖漿現(xiàn)在正向東移動到下一個噴發(fā)地點”。

◎ 來源|科技日報