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洞察号记录到有史以来最大火星地震,这可能是着陆器的最后一次重大地震

行星科学家们多年来一直期待 NASA 的“洞察号”能记录一次“大”火星地震,但可能就在着陆器即将耗尽时间和阳光之际,它却发生了。

作者:Erik Klemetti
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2022年4月24日,NASA“洞察号”着陆器上布满灰尘的太阳能电池板的特写。图片来源:NASA。

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NASA 的“洞察号”火星着陆器上的时间不多了。这个坚韧的任务于2018年11月下旬着陆在红色星球上,从那时起(尽管遇到了一些小故障),它一直在勤奋地记录地震活动。“洞察号”的主要目标是更好地了解火星在地质活动方面的活跃程度,并绘制出火星的内部结构。从这个意义上说,“洞察号”取得了巨大的成功。然而,正是火星上弥漫在空气中并沉降在“洞察号”太阳能电池板上的尘埃,正在给这一切画上句号

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地外地震学是一个小众领域。我们太阳系中唯一放置了地震仪来测量地震的物体是月球和火星。月球在1969年至1977年期间运行了地震仪。在那8年的时间里,它们记录了数千次地震。

在火星上,第一批地震仪是1970年代末的“维京”号着陆器。不幸的是,那些仪器被放置在着陆器的甲板上,因此它们没有收集到多少有用的数据。这是因为地震仪需要直接与岩石接触,才能记录远处地震引起的(对我们来说)微不可察的震动。

“洞察号”登场

直到2018年“洞察号”着陆火星表面,才部署了地球以外的下一个地震仪。这个地震仪被从着陆器上展开并放置在表面,以便能够直接感知火星地震产生的波。最终,行星科学家们能够获得关于火星当前地震活跃程度的数据。

在其超过1200个火星日(sol)的表面工作期间,它感受到了发生在该行星各处的数千次相当小的地震。该仪器非常灵敏,因为我们不确定火星地震的程度会有多大或多小。结果表明,它并没有太多。

大事件

2022年5月4日,一次5级火星地震期间,“洞察号”地震仪感受到的震动。图片来源:NASA。

NASA。

直到2022年5月4日,“洞察号”才在火星上记录到一次真正的“大”地震,震级为5级。在此之前,“洞察号”在火星上近4年的工作期间记录到的最大地震是4.2级。其余的地震产生的震动,如果你站在火星表面附近,你可能根本不会注意到。

以地球的标准来看,这次“大”火星地震是微不足道的。我们的星球每年都会发生数千次5级地震——平均每天都有数次。历史上最大的地震发生在1960年智利海岸,震级为9.5级,这意味着它释放的能量是“洞察号”记录的这次地震的约3100万倍。

这种地震活动性的差异直接与板块构造有关,或者说与火星缺乏板块构造有关。几乎没有证据表明火星今天有任何活跃的板块构造。事实上,在火星的早期历史中,可能只有短暂的(在地质学上而言)一个时期,存在类似板块构造的现象。

火星构造

即使在这种情况下,可能也只有1-2个构造板块参与其中。火星表面有一些类似我们大洋中脊及其磁条的特征的证据。这可能表明火星的地壳在数十亿年前就已经扩张了。此外,火星北部低海拔和南部高海拔的半球之间存在差异。也许这种差异是那些短暂构造时代的遗迹。

NASA 火星全球勘测者测量的火星地壳磁性。这些条带表明古代地壳的形成与地球的大洋中脊相似。图片来源:NASA。

NASA。

即使没有构造板块,火星上的一些地方可能仍然在地质上活跃。Cerebus Fossae奥林匹斯山周围的区域都显示出“近期”(可能是过去几百万年)活动的迹象。断层和年轻的熔岩流可能是火星地幔中“热点”的一部分,这些热点会导致地壳膨胀并形成熔岩。

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末日将至

遗憾的是,与在火星表面漫游的“机遇号”和“好奇号”兄弟姐妹不同,“洞察号”不是由放射性核心供电的。取而代之的是,太阳能电池板为任务提供电力。随着火星大气中的尘埃沉降,它会覆盖电池板并降低其产生的功率。如果没有偶然的沙尘暴清理电池板,“洞察号”将无法继续供电,任务也将结束。

也许 NASA 会幸运地让电池板被清理干净。或者,“洞察号”可能会像其他因火星尘埃而殒命的太阳能供电的亲戚一样,走向终结。无论如何,得益于“洞察号”在数百万英里外静静倾听火星地震的多年工作,我们对火星的地质活动和内部有了更多的了解。

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