已探測到火星地震超過450次，而且也是由「構造應力」引起！

2020-10-18 博科園

    文章來自：博科園官網

    在美國宇航局「洞察號」著陸器成功降落在平坦火星上地區表面70天後，洞察號的地震儀SEIS開始記錄火星上的振動。在蘇黎世聯邦理工學院，由多梅尼科·賈爾迪尼教授領導的一組研究人員和工程師已經交付了SEIS控制電子設備，並負責火星震（Marsquake）服務。後者負責與蘇黎世理工大學的瑞士地震局合作，對從火星傳輸的數據進行日常解釋，現在研究人員《自然地球科學》期刊上發表了一系列研究。

    這些研究解釋和介紹了火星上運行頭幾個月洞察號地震儀的任務成果，截至2019年9月底，火星探測器洞察號的地震儀記錄了174次火星震，從那時起，測量工作一直在繼續，到今天為止，觀測到火星地震超過450次，這些地震波還沒有得到詳細的分析，但這說明平均每天有一次火星地震發生。這些數據使研究人員可以觀察地震波如何在火星上傳播，並揭示其內部特徵，這類似於x射線在醫學斷層掃描中的使用。

    在洞察號登陸之前，研究人員已經開發了一系列可能的模型來表示火星這顆紅色行星的內部結構。已經過了幾個月記錄的火星大地震，使人們能夠完善對行星結構的理解，並減少不確定因素。然後解讀火星地震數據是具有挑戰性的，震級與我們在地球上看到的地震事件相似，儘管火星震級一般較小。174次登記在冊的地震可以分為兩個家族：一個家族包括24個低頻事件，震級在3級到4級之間，地震波通過火星地幔傳播。

    第二類地震包括150次震級較小、震源深度較淺和困在火星地殼中的高頻波。蘇黎世聯邦理工學院教授吉亞爾迪尼解釋說：火星地震具有阿波羅時代在月球上已經觀察到的特徵，由於火星地殼的散射特性，信號持續時間較長(10到20分鐘)，然而，一般來說，解釋火星地震數據是非常有挑戰性的，在大多數情況下，只能識別地震波到達的距離，而不是方向。

    洞察號降落在薄薄的沙層上

    同時洞察號也開啟了行星地震學的新紀元，考慮到火星上的惡劣條件，地震儀SEIS的表現超出了到目前為止的預期，火星的特點是每天氣溫從零下80攝氏度到0攝氏度不等，還有強風振蕩。事實上，風會在白天震動火星探測器「洞察號」著陸器及其儀器，導致高水平的環境噪音。然而，在日落時，風會平靜下來，從而記錄下太陽系有史以來收集到的最安靜地震數據。因此，地震儀SEIS在火星上探測到的大多數地震事件都發生在安靜的夜間。

    具有挑戰性的環境，還要求仔細區分地震事件和起因於洞察號著陸器運動、其他儀器或大氣引起的擾動信號。地震儀SEIS記錄的HP3儀器（另一個洞察力實驗）敲擊和沙塵暴的近距離通過，能繪製空間站正下方淺層土層的物理屬性圖。現在知道洞察號地震儀SEIS降落在一層薄薄的沙層上，深達幾米，位於一個20米寬的古老撞擊坑中間。在更深的地方，火星地殼的性質與地球相當，但看起來更碎裂。地震波的傳播表明，與下地幔相比，上地幔具有更強的衰減。

    地震活動也是由構造應力引起

    火星探測器洞察號降落在火星上一個相當安靜的區域，因為到目前為止還沒有記錄到空間站附近的事件。三次最大的地震發生在大約1500公裡外的Cerberus Fossae地區。這是一個構造地塹系統，是由極地平坦地區最大火山極地蒙斯的重量造成。這提供了強有力的證據，表明火星上的地震活動，不僅是火星冷卻和隨之縮小的結果，也是由構造應力引起的，火星上釋放的總地震能量介於地球和月球之間。

    洞察號地震儀SEIS作為其他洞察號測量的補充，也為更好地理解火星上的氣象過程，提供了有意義的數據。該儀器對風和大氣壓的敏感度，使其能夠識別火星特有的氣象現象，包括如每天下午經過太空飛行器的許多塵暴。

    博科園｜研究/來自：蘇黎世聯邦理工學院

    參考期刊《自然地球科學》

    DOI: 10.1038/s41561-020-0544-y

    DOI: 10.1038/s41561-020-0539-8

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