2018年11月26日,NASA InSight著陸器成功降落在Elysium Planitia地區(qū)的火星上?;鹦瞧呤旌螅蝿?wù)隊(duì)的地震儀SEIS開(kāi)始記錄行星的振動(dòng)。由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院教授多梅尼科·賈爾迪尼(Domenico Giardini)領(lǐng)導(dǎo)的蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員和工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)交付了SEIS控制電子設(shè)備,并負(fù)責(zé)Marsquake Service。后者與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的瑞士地震局合作,負(fù)責(zé)對(duì)火星傳輸數(shù)據(jù)的日常解釋?,F(xiàn)在,《自然地球科學(xué)》雜志發(fā)表了一系列有關(guān)火星運(yùn)行頭幾個(gè)月的任務(wù)結(jié)果的文章。
如這些文章中所述,InSight截至2019年9月底記錄了174次事件。從那時(shí)起,到今天為止,這些測(cè)量一直持續(xù)導(dǎo)致超過(guò)450次觀察到的地震,但尚未進(jìn)行詳細(xì)分析。這平均一天會(huì)占一個(gè)事件。
這些數(shù)據(jù)使研究人員可以觀察地震波如何在行星中傳播并揭示其內(nèi)部特征,這與醫(yī)學(xué)X線斷層掃描中的X射線用法類似。在InSight著陸之前,研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種各樣的模型來(lái)代表紅色星球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。幾個(gè)月后就已經(jīng)記錄下來(lái)的地震,使人們對(duì)行星結(jié)構(gòu)有了更深入的了解,并減少了不確定性。
解釋地震數(shù)據(jù)具有挑戰(zhàn)性
地震類似于我們?cè)诘厍蛏峡吹降牡卣鹗录M管它們的震級(jí)通常較小。174個(gè)已登記的地震可以分為兩個(gè)家族:一類包括24個(gè)低頻事件,其大小在3至4之間,如文件所述,波在火星地幔中傳播。第二類地震包括150個(gè)震級(jí)較小,震中深度較淺,火星地殼中陷有高頻波的事件。
ETH教授賈爾迪尼(Giardini)解釋說(shuō):“由于具有火星地殼的散射特性,在阿波羅時(shí)代,地震具有月球上已經(jīng)觀測(cè)到的特征,信號(hào)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)(10至20分鐘)。”但是,他說(shuō),總的來(lái)說(shuō),解釋地震數(shù)據(jù)非常具有挑戰(zhàn)性,在大多數(shù)情況下,只能確定距離,而不能確定波浪到達(dá)的方向。
InSight開(kāi)創(chuàng)了行星地震學(xué)的新紀(jì)元。考慮到火星上的惡劣條件,SEIS的性能超出了迄今為止的預(yù)期,其特征是每天的溫度范圍為負(fù)80到0攝氏度,并且風(fēng)強(qiáng)烈。實(shí)際上,在白天,風(fēng)會(huì)搖動(dòng)InSight著陸器及其儀器,從而導(dǎo)致高水平的環(huán)境噪聲。但是,在日落時(shí),風(fēng)可以平靜下來(lái),從而可以記錄太陽(yáng)系中有史以來(lái)最安靜的地震數(shù)據(jù)。結(jié)果,SEIS在火星上發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)地震事件都發(fā)生在安靜的夜晚。充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境還需要仔細(xì)區(qū)分地震事件和著陸器,其他儀器或大氣引起的擾動(dòng)所產(chǎn)生的信號(hào)。