分析洞察號火星震數據,科學家終於畫出火星內部分層結構

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 26 日 19:08 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


透過監測火星震,NASA 洞察號能比以往更準確測量火星地殼、地函與地核的厚度及組成,根據最近刊登於《科學》(Science)期刊的 3 篇新論文報告,科學家首次繪製了火星從地殼到地核的完整視圖——看起來與地球內部完全不同。

在洞察號(InSight)火星著陸器於 2018 年 11 月抵達火星之前,負責研究火星的火星車與軌道飛行器僅集中於探索火星表面,直到配備精密地震儀的洞察號前來,才首次以直接探測方式揭開火星深處細節。

儘管火星沒有像地球那樣錯綜複雜的板塊構造,但火星地殼像一個巨大板塊,當內部冷卻收縮會釋放內應力導致斷層出現或岩石斷裂,只是這些震動非常微弱,不會引發地球上那些怵目驚心的震災。

由於火星內部同樣經歷分層結構,較輕的礦物浮到地表、較重的成分則下沉至行星中心,科學家推測火星也有一個富含鐵的內核、矽酸鹽成分為主的地函以及最外層地殼,只是各層占比尚未知曉。

所幸洞察號在蹲點半年就首度偵測到微弱火星震,而在後續測量約 733 次地震中,科學家提取了其中 35 次地震數據,分析出火星內部各層邊界。

第一篇研究結果指出火星地殼厚度落在 24~72 公里之間、且至少有兩層子層,由於這厚度比預期還要薄很多,說明地殼富含放射性元素。

第二篇研究分析火星地函可能延伸至 600 公里深,有趣的是礦物組成似乎與地球上部地函相似,但火星沒有下部地函。

第三篇論文探討了火星地核與邊界,證實它與地球還細分內外核的核心不同,火星地核僅一層且為完全液態,半徑約 1,830 公里,比預期中還要大約 200 公里,因此可能含有更多的較輕元素,如硫、氧、碳、氫。

這些資訊可以幫助我們弄清火星如何失去發電機機制與磁場,反過來又可以幫助我們了解地球的磁場。雖然洞察號的熱傳感物理特性箱(HP3)(綽號「鼴鼠」)鑽頭已宣布任務失敗,但其他儀器仍還會持續收集 1 年多的數據,團隊希望地震儀之後能檢測到更大更清晰的地震。

(首圖來源:NASA

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