火星可能寒冷而干燥，但它远非死寂。
美国宇航局的地震探测器 “洞察号”火星着陆器 的首批官方科学成果刚刚发布，它们揭示了一个经常动荡的世界。
“我们终于首次证实，火星 是一颗地震活跃的行星，” “洞察号”首席研究员、加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 的布鲁斯·班纳特在周四（2月20日）与记者的电话会议上说。
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班纳特补充说，火星的地震活动介于 月球 和地球之间。
他说：“事实上，这可能类似于你在地球上远离 [构造] 板块边界和远离高度变形区域的地方所期望找到的地震活动类型。”
探测火星地下
“洞察号”于2018年11月 降落在火星赤道附近，启动了一项为期两年、耗资 8.5 亿美元的任务，以前所未有的细节探测这颗红色星球的内部。
这个静止的着陆器携带两个主要的科学仪器来完成这项工作：一套超灵敏的地震仪和一个名为“鼹鼠”的钻地热探针，旨在深入红色星球表面至少 10 英尺（3 米）。
美国宇航局官员表示，对火星地震和热传输测量结果的分析将使任务团队能够构建一个详细的、关于火星内部的 3D 地图。此外，“洞察号”的科学家们正在利用着陆器发出的无线电信号来追踪火星在其轴上的晃动程度。这些信息将帮助研究人员确定这颗行星的核心有多大和多密集。（该任务的全称——利用地震调查、大地测量和热传输进行的内部探索——指的是这些不同的研究方向。）
任务团队成员表示，总的来说，“洞察号”的观测将有助于科学家更好地了解火星、地球和金星等岩石行星是如何形成和演化的。
今天（2月21日）在《自然地球科学》和《自然通讯》杂志上发表的六篇论文中，展示了该任务的初步科学成果，班纳特说，“洞察号”正按计划实现其长期目标。（然而，在过去的一年左右时间里，我们已经 品尝到了这些结果，因为任务团队成员已经陆续发布了一些发现。）
许多地震
新的研究涵盖了“洞察号”在火星上的头10个月，在此期间，着陆器探测到174次地震事件。
这些地震有两种类型。其中150次是浅层、小震级的震动，其振动在火星地壳中传播。另外24次震级稍大、震源较深，起源于地幔中的不同位置，“洞察号”团队成员说。（但即使是那些较大的地震也没有那么强烈；它们的震级在 3 到 4 级之间。在地球上，地震通常必须达到至少 5.5 级才能破坏建筑物。）
这是截至 2019 年 9 月的地震统计数据。“洞察号”此后也一直很忙；班纳特说，它目前的地震总数约为 450 次。他还补充说，所有这些震动确实都起源于火星本身；据该团队所知，没有任何振动是由陨石撞击红色星球造成的。因此，这颗行星的表面之下发生了很多事情。
但这种活动与我们在地球上习惯的活动截然不同，地球上大多数地震是由 构造板块 相互滑动、覆盖或位于彼此之下造成的。研究人员说，火星没有活跃的板块构造，因此这两种类型的地震都是由该行星自 45 亿年前形成以来长期冷却造成的。
“随着行星冷却，它会收缩，然后为了保持其在表面上的状态，脆弱的外层必须断裂，”班纳特说。“这是长期压力的来源。”
一些火星区域的压力比其他区域更大。一个特别活跃的区域是刻耳柏洛斯裂缝系统，它位于“洞察号”极乐平原着陆点以东约 1,000 英里（1,600 公里）处。
任务团队将探测到的两次最大火星地震追溯到刻耳柏洛斯裂缝，该裂缝“包含断层、火山流和液态水流出通道，其年龄最近为 2-10 Ma [百万年前]，可能还有更年轻的撞击陨石坑计数，”班纳特和他的同事在一项新的研究中写道。
“因此，有可能在深处存在正在冷却的实际岩浆，” “洞察号”副首席研究员、同样来自 JPL 的苏·斯梅卡在周四的电话会议上说。她补充说，这种冷却会导致岩浆房收缩，从而导致地壳变形。
但斯梅卡强调，这只是一种假设，而不是对刻耳柏洛斯裂缝发生的事情的最终确定。的确，尽管任务团队成员认为他们从总体上了解了火星的地震活动，但他们仍在努力弄清楚其详细的工作原理。
许多见解
从“洞察号”的地震测量中可以收集大量信息。例如，任务团队成员说，对地震波如何在火星地壳中传播的分析表明，岩石中混合了少量水。
班纳特说：“我们的数据与含有一些水分的地壳相符，但我们目前无法确定这里是否存在大型地下水库。”
新的论文还报告了其他各种发现。例如，“洞察号”是第一个将磁力计带到火星表面的任务，该仪器探测到的局部磁场强度大约是基于轨道测量结果的预期强度的 10 倍。（然而，火星在数十亿年前失去了它的全球磁场。这使得太阳粒子能够剥离曾经稠密的 火星大气层，这促使这颗行星从一个相对温暖潮湿的世界转变为今天的寒冷沙漠。）
班纳特说，“洞察号”还在收集大量的气象数据，每秒多次测量压力，每隔几秒测量一次温度。这些信息有助于任务团队更好地了解可能使地震观测结果的解释复杂化的环境噪声，但它本身也具有相当大的价值。
班纳特说：“我认为这将真正彻底改变我们对大气层与火星表面相互作用的理解。这是真正为火星研究开辟全新窗口的事情之一。”
然而，并非一切对“洞察号”来说都进展顺利。值得注意的是，“鼹鼠”一直无法达到其规定的深度，因为事实证明，火星的泥土比任务团队成员预期的更滑。（“鼹鼠”的自锤式钻孔系统需要一定的摩擦力才能工作。）
任务团队已经尝试了几种策略来使“鼹鼠”移动，包括用“洞察号”的机械臂按压探针的侧面以产生所需的摩擦力。后一种策略取得了一些停滞不前的成功，但“鼹鼠”仍然被困在离地表太近的地方。
因此，在未来六到八周内，任务团队成员计划尝试改进的机械臂按压策略，即按压“鼹鼠”的背面而不是侧面。班纳特说，目标是使“鼹鼠”向下移动约 16 英寸（40 厘米），到那时它有望能够开始自主挖掘。
如果可能的话，“洞察号”团队还希望火星在地震方面提供更多的合作。着陆器尚未发现任何真正的大地震，这些地震有可能为任务科学家描绘出一幅更清晰的行星深层内部图景。
班纳特强调说，缺乏强烈的地震并不令人惊讶；毕竟，大地震比地球上的小地震要罕见得多。因此，该团队可能需要等待一段时间才能得到一个。
但这些问题并没有使任务偏离轨道；班纳特说，该团队对迄今为止的进展感到兴奋。
他说：“我认为我们正在顺利实现我们 10 年前开始这项任务时为自己设定的绝大部分（如果不是全部）目标。”
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