一項新研究表明，美國宇航局洞察號著陸器記錄的一次大規模火星地震表明，火星某些地方的地殼“看起來像厚重的裝甲”。
NASA 的 InSight 著陸器地震儀的任務將於 2022 年 2022 月結束，它花了三年時間測量火星上的地震波。 他的工作包括探測到 4,6 年 月有史以來最大的火星地震： 級地震。
儘管與地球相比，火星上的震動只是一般的地震，但美國宇航局的科學家當時表示，這是火星探險者預期看到的上限。 火星地震的威力比它之前測量到的所有其他地震的總和還要大。
“這次地震發出了穿越火星表面的強烈地震波，”蘇黎世科技大學地球物理研究所的主要研究作者和地震學家 Doyon Kim 說。 新申請, 6 月 日出版。 “這次地震是整個 InSight 任務期間記錄到的最大地震，我們觀察到環繞火星三圈的表面波。”
測量地震波的速度和頻率——以及這些品質在整個紅色星球上的變化——讓 Kim 和團隊獲得了有關他們遇到的地質結構的信息。 在不同深度的火星地殼內部結構等問題上獲得了新的數據。
在大地震之前，InSight 記錄了兩顆隕石落在火星上時發生的類似地震波。 然而，宇宙事件僅在區域範圍內提供了細節。 一場 5 級的地震使更深入地探索火星成為可能，並揭示了巨大的後果。
該團隊獲取了 InSight 提供的數據，並將其與來自其他任務的有關火星重力和地形的信息相結合。 收集的研究表明，科學家們認為這顆紅色星球的地殼厚度平均在 42 到 56 公里之間，但其最厚部分是兩倍大：90 公里。
“火星地殼（平均而言）比地球或月球厚得多，”金說，並補充說太陽系中較小的行星體往往比較大的行星體有更厚的地殼。
地殼的厚度平均在 13 到 17 公里之間變化，而 1960 年代和 1970 年代阿波羅登月任務的地震儀測定的月殼厚度在 34 到 43 公里之間變化。
InSight 團隊發現，Isis Impact Basin 是一個約 1200 公里寬的古老隕石坑，火星地殼最薄。 這個位於火星南部高地和北部低地交界處的盆地，火星地殼的厚度只有10公里左右。
然而，最厚的地殼位於塔爾西斯廣大地區 90 公里深，從一邊到另一邊的寬度幾乎相當於美國的寬度：大約 8 公里寬。 塔爾西斯位於一個巨大的徑向斷層系統之下，覆蓋了火星表面的三分之一。 它還擁有廣闊的火山平原和火星上最大的三座火山。
“我們有幸見證了這次地震。 在地球上，我們很難借助發生在火星上的相同強度的地震來確定地殼的厚度，”金解釋道。 “雖然火星比地球小，但它傳輸地震能量的效率更高。” 該團隊的結果也證實了火星南北半球的對比。 地球的北部由平坦的低地組成，而南部則有高原。
根據一項同行評審的研究，天文學家和行星科學家至少自 9-1971 年美國宇航局水手 72 號首次軌道飛行以來就觀察到了南北之間所謂的“火星二分法”。 發表 2007年。 Kim 說，關於這種差異的最初假設與岩石的成分有關。 “一個品種會比另一個更密集。”
然而，新的研究證實，品種的組成在這裡無關緊要。 雖然兩個半球的岩石成分相同，但地殼的厚度不同，這就解釋了火星的二分法。 研究人員表示，根據 InSight 地震觀測和重力數據，他們證明北部低地和南部高地的地殼密度相似。
檢測到的密度與洞察號對上述隕石撞擊的地震觀測一致，這表明南北地殼由相同的材料構成。 （地震波通過岩石地殼傳播的方式使研究人員能夠推斷其成分）。
該團隊在某些地方發現了厚厚的火星地殼，這也揭示了地球如何產生熱量，以及這在整個火星曆史中是如何發生變化的。 火星內部的主要熱源是釷、鈾和鉀等元素的放射性衰變。
該團隊推測，這些發熱元素中有 50% 到 70% 存在於火星地殼中。 因此，火星上地殼厚度的差異可以解釋為什麼今天地球上仍然存在熔化過程的局部區域，因為這些熱點還含有更多的放射性發熱材料。
“這一發現非常有趣，結束了關於火星地殼起源和結構的長期科學辯論，”金說。
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