關(guān)于火星地震活動(dòng)和地面振動(dòng)的第一份報(bào)告已經(jīng)出現(xiàn)。紅色星球的地震活動(dòng)水平中等，介于地球和月球之間。

由馬里蘭大學(xué)地質(zhì)學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)發(fā)布了InSight任務(wù)的初步結(jié)果，該任務(wù)于2018年11月26日在火星上進(jìn)行了探測(cè)。任務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)(SEIS)數(shù)據(jù)提供了火星人的首次直接地震測(cè)量結(jié)果地下和上地殼-地球的巖石最外層。研究結(jié)果于2020年2月24日發(fā)表在《自然地球科學(xué)》雜志的特刊上。

UMD地質(zhì)學(xué)副教授尼古拉斯•施默爾(Nicholas Schmerr)說(shuō)：“這是第一個(gè)任務(wù)，專(zhuān)注于對(duì)地球以外的任何行星進(jìn)行直接的地球物理測(cè)量，這使我們對(duì)火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)過(guò)程有了首次真正的了解。” -研究的作者。“這些數(shù)據(jù)正在幫助我們了解行星的工作方式，地震活動(dòng)率，活躍程度以及活躍位置。”

在235個(gè)火星天中獲得的地震數(shù)據(jù)顯示174次地震或地震。在這些事件中，有150次是高頻事件，產(chǎn)生的地面震動(dòng)類(lèi)似于阿波羅計(jì)劃在月球上記錄的震動(dòng)。它們的波形表明，地震波穿過(guò)異質(zhì)破裂的火星地殼時(shí)會(huì)反彈。SEIS觀察到的其他24次地震主要是低頻事件。其中三個(gè)顯示出兩種不同的波型，類(lèi)似于構(gòu)造板塊運(yùn)動(dòng)引起的地球地震。

UMD地質(zhì)學(xué)副教授，該研究的合著者Vedran Lekic說(shuō)：“這些低頻事件確實(shí)令人興奮，因?yàn)槲覀冎廊绾畏治鏊鼈儾⑻崛∮嘘P(guān)地下結(jié)構(gòu)的信息。”“基于不同的波如何通過(guò)地殼傳播，我們可以識(shí)別出行星內(nèi)的地質(zhì)層，并確定距震源的距離和位置。”

研究人員確定了三個(gè)低頻地震的震源位置和震級(jí)，并相信另外十個(gè)震級(jí)足夠強(qiáng)大，足以在分析后揭示其震源和震級(jí)。

施默爾說(shuō)：“了解這些過(guò)程是有關(guān)行星本身的一個(gè)更大問(wèn)題的一部分。”“它能支撐生命，還是曾經(jīng)支撐生命?生命存在于平衡失調(diào)的邊緣。想想地球上的某些區(qū)域，例如深海脊上的散熱孔，那里的化學(xué)作用為生命而非太陽(yáng)提供了能量。如果事實(shí)證明，火星上存在液態(tài)巖漿，并且如果我們能夠確定地球上地質(zhì)最活躍的地方，它可能會(huì)指導(dǎo)未來(lái)的任務(wù)尋找生命的潛能。”

探測(cè)生命跡象是早期的火星探測(cè)器Viking 1和Viking 2的主要任務(wù)。每個(gè)探測(cè)器都帶有地震儀，但它們直接安裝在著陸器上，沒(méi)有提供有用的數(shù)據(jù)。Viking 1儀器無(wú)法正常解鎖，Viking 2僅從風(fēng)中撞擊著陸器時(shí)拾取了噪音，但沒(méi)有令人信服的地震信號(hào)。

InSight任務(wù)專(zhuān)門(mén)用于地球物理勘探，因此工程師致力于解決先前的噪聲問(wèn)題。著陸器上的機(jī)械臂將SEIS地震儀直接放在火星地面上一段距離，以使其與著陸器隔離。該儀器也裝在真空室內(nèi)，并被適當(dāng)命名的防風(fēng)和隔熱板覆蓋。SEIS地震儀足夠靈敏，可以分辨出非常微弱的地面振動(dòng)，在火星上它的噪音比在地球上最安靜的地方發(fā)現(xiàn)的地面振動(dòng)小500倍。

此外，地震儀還提供了有關(guān)火星天氣的重要信息。低壓系統(tǒng)以及被稱(chēng)為塵土飛旋的風(fēng)和塵埃的旋流柱足以將地面舉起，以使地震儀能夠記錄基底中的傾斜情況?？耧L(fēng)橫過(guò)地面也產(chǎn)生了獨(dú)特的地震信號(hào)。SEIS數(shù)據(jù)結(jié)合氣象儀器的數(shù)據(jù)，有助于繪制InSight著陸器附近地面活動(dòng)的每日周期圖。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)涼爽的空氣從南半球的高地降落到著陸器所在的北半球的極樂(lè)世界平原上時(shí)，風(fēng)從午夜到清晨逐漸增強(qiáng)。白天，來(lái)自太陽(yáng)的熱量導(dǎo)致對(duì)流風(fēng)的形成。下午晚些時(shí)候，當(dāng)大氣壓力下降并且發(fā)生了灰塵惡魔活動(dòng)時(shí)，風(fēng)達(dá)到了峰值。到了晚上，風(fēng)減弱了，著陸器周?chē)沫h(huán)境變得安靜。從傍晚到午夜左右，大氣條件是如此安靜，地震儀能夠探測(cè)到行星內(nèi)部更深處的隆隆聲。