火星地震来得又快又猛。美国宇航局的“洞察号”任务在其火星赤道附近的着陆点，每天探测到大约两次地震——而且这个频率还在上升。
“我们有很多地震，”加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的地球物理学家、“洞察号”首席研究员布鲁斯·班纳特说。他于12月12日在加利福尼亚州旧金山举行的美国地球物理联合会会议上报告了这些发现。
自一年多前抵达火星以来，“洞察号”已经探测到322次火星地震。它们是首次在火星上探测到的地震，也是除地球或月球以外的任何天体上探测到的首次地震。科学家们的目标是利用它们来探测火星内部，包括将这颗行星的内部结构分解为地壳、地幔和地核层。
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大多数火星地震都很小，比地球上任何能感受到的地震都要小得多。但有几次地震足够大——最大达到近4级——科学家们能够将其追溯到震源。
其中两次最大的火星地震来自一个地质活动区域，称为刻耳柏洛斯地沟，该区域位于“洞察号”以东约1600公里处。那里的地震可能是由火星地壳中地质断层沿线的应力积累引起的，然后在火星地震中释放出来。
该任务的其他早期发现还包括每天晚上着陆器周围午夜出现的神秘磁脉冲。但“洞察号”的主要目标之一——将热探针锤入火星地面5米深——仍然令人沮丧地遥不可及。这个被称为“鼹鼠”的探针在土壤中遇到了比科学家预期的更大的摩擦。10月份，它甚至意外地从洞里退了出来。
追踪震动
到目前为止，最大的发现来自不断扩大的火星地震目录。“洞察号”的高度灵敏的地震仪在夜间寻找地震，在白天震动地面的风平息之后。
火星地震分为两种类型。最常见的一种是以高频率震动地面。较少见的是一种可以在较低频率下检测到的类型。瑞士苏黎世联邦理工学院的地震学家多梅尼科·贾尔迪尼说，高频信号可能来自破裂的浅层火星地壳中的地震，而低频信号可能来自行星内部深处，在地幔中传播。
两次最大的火星地震发生在5月和7月。两者都是低频类型。团队成员能够将地震能量追溯到刻耳柏洛斯地沟。该地区是近期地质活动的所在地，包括似乎在过去一千万年中移动过的断层。
在“洞察号”发射之前，研究人员曾预测它可能能够探测到来自刻耳柏洛斯地沟的地震。巴黎地球物理研究所的行星科学家爱丽丝·雅各布说，那里的断层可能会在其末端积聚应力。她领导的一项分析表明，这可能是“洞察号”探测到的火星地震的来源。
班纳特说，地震的频率一直在增加——从“洞察号”着陆后报告的零星几次震动，到目前每天两次的频率。任务科学家不确定原因。
同样神秘的是每晚出现的磁脉冲。“洞察号”用它的磁力计测量了它们，并且认为它们与火星周围空间环境中发生的事情有关。一种观点认为，当来自太阳风的带电粒子撞击火星时，就会产生这些脉冲。
探测器问题
到目前为止，“洞察号”最大的戏剧性事件发生在它的“鼹鼠”身上。它最初按计划开始钻入地面，但在10月份遭遇了灾难，当时它突然从洞里喷了出来。
任务工程师设计的“鼹鼠”在一种与它实际遇到的土壤不同的土壤中工作。它被设计用于无粘性的土壤，在无粘性的土壤中，颗粒之间的流动几乎没有摩擦——就像一桶糖一样。但“洞察号”的着陆地点被证明有粘性土壤，其中颗粒像一桶面粉中的颗粒一样粘在一起，德国科隆德国航空航天中心的太空科学家蒂尔曼·施波恩说。
当“鼹鼠”开始钻孔时，它周围的土壤被压实成一个坑。“鼹鼠”无法在坑壁上产生足够的摩擦力来保持进入地下。施波恩说，他和他的同事在涉及粘性土壤的实验室实验中看到过这种情况，但他们预计“洞察号”的着陆地点会有无粘性的土壤，因为其他火星着陆地点就是这种情况。
喷气推进实验室的行星科学家马修·戈洛姆贝克说，“洞察号”似乎不幸地降落在一个土壤被压实成一种更硬的材料——硬壳层的地点。硬壳层比预期的更硬，可能也更厚。
任务工程师一直在尝试通过用着陆器的手臂将“鼹鼠”固定在坑的侧面来解决这个问题，以使其有更多的摩擦力来继续前进。它正开始缓慢而小心地再次将自己埋入地下。
“到圣诞节，也许我们的礼物是我们回到了原点，”施波恩说。“就目前而言，这将是一个非常非常受欢迎的情况。”
本文经许可转载，并于2019年12月13日首次发表。