美国宇航局正式在火星上探测到“火星震”

和许多地震学家一样，布鲁斯·班纳特每天早上都会查看电子邮件，查看最新的地震报告。然而，与其他人不同，他热切希望“大地震”终于来袭。这是因为他每日简报中的信息来自一个完全不同的星球，那里的“火星地震”不会对人类生命或基础设施构成威胁。如果真的发生了一场大地震，直接穿过火星，震动美国宇航局的“洞察号”着陆器，那么对于寻求了解火星内部的研究人员来说，这绝对是一个好消息。

洞察号（利用地震调查、大地测量和热传输进行内部探索）探测器于 2018 年 11 月登陆火星，其仪器套件包括一个极其灵敏的地震仪以及磁场和天气传感器，一年多来一直在监测这颗红色星球的各种隆隆声和嗡嗡声。周一，洞察号团队在《自然地球科学》杂志上发表了五篇文章，分享了他们从探测器前十个月的活动中了解到的情况。初步结果支持了一些预期，同时也提出了新的谜团，并代表着朝着最终目标迈出了一步，即了解我们的邻居为何与地球如此不同。

布朗大学行星科学家、InSight 团队成员英格丽德·道巴尔 (Ingrid Daubar) 表示：“InSight 对这两颗行星如何形成和演化的不同理解将有助于我们了解我们自己星球的形成和演化，并最终了解其他太阳系的行星。”

红色隆隆声

此次任务的重点是确认火星会像地球和月球一样震动。

“我们终于首次证实火星是一颗地震活跃的行星，”洞察号首席研究员巴纳特在 2 月 21 日的新闻发布会上表示。

美国宇航局在 20 世纪 70 年代首次使用海盗号着陆器寻找火星地震，但当时的地震仪仍放在探测器甲板上，只用于测量风速。据 Daubar 介绍，洞察号用机械臂将仪器直接放在地面上，这样它就能捕捉到比单个氢原子宽度还细小的震动。截至 9 月 30 日，它已记录了 174 次地震，其中 20 多起地震达到 3 到 4 级——根据地震深度，可能刚好足以让宇航员注意到，但强度不足以损坏任何基础设施。

地震主要源于摩擦，因为构成地球地壳的板块在下方的熔岩上漂浮时会相互撞击和滑动。然而，火星表面基本静止。大部分地震都源于火星表面随时间缓慢收缩。火星深处仍保留着形成时产生的热量，冷却时会收缩，迫使地壳随之破裂和收缩。

到目前为止，洞察号记录到的中等地震似乎已经穿过了地壳，其数量或多或少与地震学家根据地球和月球的行为所预测的一致。不过，更大的震动会传播得更远，因此，如果该团队能够在任务的第二年记录到一些更强烈的震动，他们希望推断出火星地幔的位置和构成。班纳特表示，目前大地震的稀少相对于地球和月球上的频率来说略显令人惊讶，但这种情况随时可能发生变化（地震记录已经达到 450 次，并且还在增加）。

但即使是浅层震动也暗示着新的发现。研究小组追踪了两次大地震，发现它们都来自塞伯鲁斯凹陷，该地区在过去 1000 万年中出现了明显的新断层和熔岩流迹象（从地质学角度来看，这算是最近的）。简单的模型预测该地区现在应该已经稳定下来，但地震表明该地区今天可能仍然活跃，甚至可能地下隐藏着熔岩。

磁性岩石

洞察号的磁力测量仪器带来了更多惊喜。地球磁场源自其翻腾的金属核心，但火星中心数十亿年前就已凝固。尽管如此，着陆器测得的火星表面磁场仍保持稳定，比轨道航天器在 100 英里外的天空测得的磁场强 10 倍。

研究小组将该磁场解释为在着陆器下方几英里处埋藏着一层看不见的磁化岩石的证据。当火星有一个熔融的地核时，磁场会使岩石中的金属排列整齐，即使在火星冻结后，它们仍保持这种状态——这表明地壳没有经历过任何可能破坏磁化的剧烈热浪。通过进一步研究磁场甚至地表岩石，研究人员希望也能确定地核凝固的确切时间。

更神秘的是持续几秒到几分钟的磁光点和尖峰。研究人员表示，这些测量结果指向大气层高处的新现象，也许是火星与太阳风的电场和磁场之间复杂的相互作用。

失踪的尘卷风

但洞察号最令人费解的谜团可能是大气层与火星表面的交汇处。着陆器兼作气象站，几乎实时测量风、温度和气压（您可以在此处查看本周的天气情况，时间延迟 12 到 24 小时）。它似乎降落在迄今为止探索过的风力最大的地方之一，探测到接近每小时 60 英里的旋转涡流——尽管在稀薄的火星空气中，这感觉就像微风一样。

但是尘卷风（当风力涡旋明显地将灰尘卷入空气中时）却无处可见。康奈尔大学的行星科学家、洞察号团队成员唐·班菲尔德 (Don Banfield) 说：“奇怪的是，我们在午后这段时间内已经观察了数百次，却还没有拍到一张尘卷风的照片。”

不过，尘埃还是很多的。洞察号的太阳能电池板正慢慢被落下的沙粒挡住，卫星图像证实，这些漩涡在探测器周围的土地上留下了可见的痕迹。但两者几乎没有相互作用，而且没人知道原因。“我们真的不明白。这并不是我抛出的那种‘这对科学来说很有趣’之类的话，”班菲尔德说。“不，我们真的不明白这一点。”

这对于沙漠星球来说是一个问题，因为灰尘对气候的影响就像水对地球的影响一样。此外，灰尘管理将成为未来任何探险家生活中的重要部分。月球灰尘给阿波罗宇航员在短暂的离地飞行中带来了无尽的麻烦，从花粉症到宇航服关节卡住，火星灰尘也不例外。NASA 必须了解红沙如何进入空气中以及会流向何处，然后才能设计出气闸舱和宇航服，这些宇航服必须在沙砾环境中工作数月至数年。

到目前为止，洞察号可能提出的问题比它解答的问题还多，但当你将新奇的仪器降落到外星球时，你还能期待什么呢？“我们仍在努力了解火星告诉我们的信息，”班纳特在简报会上说。“我们实际上处于与 20 世纪初地​​球物理学家研究地球时相同的境地，看到这些摆动并使用我们拥有的最好的分析工具。但这仍然是一个非常神秘的情况。”