科學家確定火星地殼厚度和密度

美國 NASA 火星洞察號任務的最後一年，強烈地震使蘇黎世聯邦理工學院的研究人員確定火星地殼的全球厚度和密度。平均而言，火星地殼厚度比地球或月球更厚。

▲ 左為火星表面地形圖，右為地殼厚度分布。（Source：MOLA Science Team / Doyeon Kim, ETH Zurich）

研究人員利用2022年5月火星大規模地震數據，估計為4.6級地震觀測到表面波，不僅直接從震源傳播到測站，還繞行整個火星好幾次。這些數據不僅提供火星特定區域資訊，還提供全球觀察。

研究發表於《地球物理研究快報》期刊，主要作者Doyeon Kim提到，他們測量這些表面波不同頻率下傳播的速度，地震速度提能了解不同深度的內部結構，以及全球結構的地震觀測數據。

將結果與火星重力和地形數據結合，能確定火星地殼厚度為平均42~56公里。地殼在伊希斯撞擊盆地（Isidis impact basin）最薄，約10公里，塔爾西斯地區（Tharsis province）最厚，約90公里。地球地殼平均厚度為21~27公里，阿波羅任務地震儀測定的月球地殼厚度約34~43公里。

研究員發現火星北部低地和南部高地地殼密度相似，且南半球地殼比北半球延伸深度更大。Kim說這發現非常令人興奮，結束了長期火星地殼起源和結構的討論，因有人認為可用不同岩石成分解釋南北半球地形的差異。去年火星表面隕石撞擊分析已證明火星南北地殼是由相同物質組成。

Kim說：「我們的研究提供火星如何產生熱能，並解釋火星的熱歷史。」今日火星內主要熱源是放射性元素（如釷、鈾和鉀）衰變的結果，研究發現，這些產熱元素50%~70%存於火星地殼，這可以解釋為什麼今日火星地下某些區域仍有熔融作用。