火星地震揭示地质奥秘

图片来源：NASA

　　作者：唐凤 付嵘，来源：中国科学报

　　地震来得又快又猛。目前，在靠近火星赤道的着陆点，美国宇航局（NASA）的“洞察号”任务每天能探测到两次地震，而且地震频率还在上升。

　　“地震真的很多。”加州帕萨迪纳喷气推进实验室地球物理学家、“洞察号”项目首席研究员 Bruce Banerdt 说。近日，他在加州旧金山举行的美国地球物理联合会会议上报告了这一发现。

　　自一年前抵达火星以来，“洞察号”已经探测到 322 次火星地震。这是在地球和月球以外第一次发现地震，科学家希望借此来探测火星的内部，包括解密火星地壳、地幔和地核的内部结构。

　　大多数火星地震都很小，比地球上能感觉到的任何地震都要小得多。但也有几场足够大，几乎达到了 4 级，以至于科学家能够追踪到它们的来源。

　　其中，两场最大的地震发生在距“洞察号”以东 1600 公里的科柏洛斯槽沟地质活跃区。那里的地震可能是火星地壳断层产生的应力累积释放所致。

　　“洞察号”自到达火星以来已取得诸多成果，但是，其主要目标之一 ——将一个热探测器打入火星地面 5 米深处——仍然遥不可及。这个被称为“鼹鼠”的探测器在土壤中遇到的摩擦比科学家预期的要多。去年 10 月，它甚至出人意料地从洞里“跳了出来”。

　　原因是这项任务的工程师设想的土壤与实际情况不同。“鼹鼠”是为无黏性的土壤设计的，在这种土壤中，颗粒之间几乎没有摩擦，就像在一大桶糖中一样。但是，德国航空航天中心太空科学家 Tilman Spohn 说，“洞察号”着陆点附件的土壤被证明是黏性的，更像是在一大桶面糊中。因此，当“鼹鼠”开始挖洞时，其周围的土壤被压成一个坑，最终探测器无法保持向地下移动。

　　迄今为止，“洞察号”最大的发现来自于不断扩大的火星地震记录。火星地震通常有两种类型。最常见的是高频震动。较不常见的是一种可以在较低频率下检测到的地震类型。瑞士联邦理工学院地震学家 Domenico Giardini 说，高频信号可能来自于破坏火星浅层地壳的地震，而低频信号可能来自于火星内部的地幔深处。

　　5 月和 7 月，火星发生了两场最大的地震，均为低频类型。研究人员追踪了地震能量，发现其源于科柏洛斯槽沟。这个地区是最近火星地质活动的发源地，而且这些断层似乎在过去的 1000 万年里移动过。

　　在“洞察号”发射之前，研究人员曾预测它能够探测到来自科柏洛斯槽沟的地震。法国巴黎地球物理研究所行星科学家 Alice Jacob 说，那里的断层可能会在其末端积聚压力。她领导的一项分析表明，这可能是“洞察号”发现的火星地震的来源。

　　Banerdt 说，火星地震的频率一直在增加，从“洞察号”着陆后报告的几次零星地震到目前每天两次，但任务科学家不确定其背后的原因。