東京大學對火星的新研究，可能會顛覆火星如何誕生的起源理論

2020-10-30 用戶92322398432

在發表在《自然通訊》雜誌上的一項新研究中，東京大學的一個研究小組首次揭示了火星地震活動的誘人細節。這些結果可能使圍繞這顆紅色行星起源的理論成為泡影，但也可能為它的組成提供細節。

來自太陽的第四塊巖石行星可能是離我們最近的星球之一——擺動距離在5500萬到4億公裡之間，當然這取決於它的位置和地球相對於我們恆星的位置——在地球上通過模擬研究這顆紅色行星通常要安全得多，成本也更低。沒有人比東京大學地球與行星科學系的研究團隊更清楚這一點，他們在熔融鐵硫合金的幫助下，把它的熔點提高到1500攝氏度，通過模擬火星最上面核心的狀況，深入研究了這顆紅色行星。

研究團隊使用多砧壓力機在13千兆帕的壓力下粉碎熔融混合物，這使得他們能夠測量地震活動。在這種情況下，研究人員拍攝到P波（地震縱波）以每秒4680米的速度穿過合金，並用構成日本高能加速器研究機構一部分的光子工廠和同樣位於日本兵庫縣哈裡馬科學公園市的兩個同步加速器設施的X射線束拍下了這個動作的圖像。

那些經歷過地震的人已經感受到了P波及其地震伴生物S波的影響。P波能夠以比空氣中343米/秒的聲音速度快13倍的速度穿過巖石，它提供了這種行星震動現象的第一次震動。S波——也被稱為二次波——是造成地震中第二次震動的原因。它們可以用來估計到地震震源或震源點的距離。

該團隊在一份聲明中說：「由於技術上的障礙，我們花了三年多時間才收集到所需的超聲波數據，因此我非常高興我們現在擁有了它。樣本非常小，鑑於我們正在有效模擬的火星的巨大規模，這可能會讓一些人感到驚訝。但微尺度高壓實驗有助於探索行星的宏觀結構和長時間尺度演化歷史。」

研究人員在獲取數據方面的寬慰是可以理解的。長期以來，人們一直懷疑火星的核心是由鐵硫構成的，但是，鑑於目前還不可能直接觀測到，但地震波可以讓我們能夠深入挖掘，穿過行星內部提供一個內部的一瞥。

2018年11月26日，美國宇航局的「洞察」號火星著陸器（簡稱為「利用地震調查、大地測量和熱傳輸進行內部探測」）降落在火星埃律西昂平原上，尋找隆隆聲（或稱地震活動）以進一步了解火星內部以及太陽系巖石內行星是如何形成的。然而，根據研究人員的說法，登陸器的測量有一些需要注意的地方。

因為即使有地震數據（從洞察號的角度來看），但也有一條重要的信息缺失，沒有這條信息，數據就無法解釋。即科學家需要知道被認為構成火星核心的鐵硫合金的抗震性能。利用該團隊的發現，行星研究人員可以讀取火星的地震數據，找出這顆紅色行星的核心是否主要由鐵硫組成。

如果不是，那將告訴我們一些火星的起源。例如，如果火星的核心包括矽和氧，這表明，火星和地球一樣，在形成時遭受了巨大的撞擊事件。那麼，火星是由什麼構成的？它是如何形成的？我想我們會發現的。

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