火星要復蘇了?洞察號在火星監測到了較強的地震,究竟什麼原因?

前不久,美國NASA的洞察號火星車,在火星上執行表面探測任務時,監測到了一起5級左右的地震,這是自從人類向火星上發射探測器以來,所監測到的震級最大的地震,上一紀錄是2021年8月洞察號監測到的4.2級地震。

洞察號專門開展火星地震探測

地震在地球上可以說是比較普遍的地質現象了,每年都會發生,而且5級以下的地震發生次數非常多,可以達到50萬次以上,只不過很多地震的震級都很小,對建筑、地面和人類來說的影響很小,有的根本感覺不出來。

大家知道,在地球上發生的地震,多數都是構造地震,它和火山噴發一樣,都是地球內部能量劇烈釋放的結果,產生的根本原因就是內部積聚的能量超過了地殼的承受能力,最終在比較脆弱的區域、板塊的連接地帶釋放出來,也就是說地球的內部仍然是活躍的。

然而,根據科學家們的推測,火星的內核已經于30億年之前就已經完全冷卻了,因此火星內部已經沒有像地球這樣明顯的圈層結構,也沒有相應的板塊構造,相當于內外都連成一體了,那麼為什麼還會時不時發生地震呢?

美國于2018年11月向火星表面釋放了洞察號火星車,在該火星車上主要搭載了3個儀器設備,其中有兩個由歐航局提供,主要功能是監測火星內部的地震情況,從而為了解火星內核大小、地層結構、地質構造以及火星內部溫度等情況提供數據支撐。

值得一提的是,火星車上攜帶的由法國航天局制造的高靈敏地震儀,可以穿過火星地質層的地震波來遠程窺視火星的內部,然后把監測到的數據與地球上的地震波進行比較,從而確定火星內部每一結構層次的深度和組成,這個儀器是監測和分析火星地震波的最有效儀器。

對火星地震探測的主要方法

大家知道,地球上如果發生地震,那麼穿越地球內部各圈層的地震波可以分為兩種類型,一種是振動方向和波傳播方向一致的縱波,傳播速度非常快,并且可以在固、液、氣態物質中傳播。

另外一種是橫波,振動方向與波傳播方向垂直,速度要低于縱波,只能在固態物質中傳播。科學家們正是利用了這兩種地震波在穿越地球內部所產生的時間差,來對地震的震源進行定位,并能據此推測出地球內部不同圈層的物質組成、密度以及形態的差異,這也是目前關于地球內部包含地核、下地幔、上地幔和地殼深度、厚度等參數確定的最有效方法。

不過,洞察號監測到火星上的地震,與地球上的截然不同,一方面是震級都不大,另一方面地震波中的縱波和橫波被監測到的時間差非常短,第三是在監測到橫波數據之后,還會有更加微弱的橫波,這表明火星內部的地質運動已經基本停滯,同時火星內核可能依靠著一些放射性物質的持續性衰變,仍然在釋放著一些能量,致使火星內核目前仍然處于固液態物質共存的情況。

截至目前,在火星上工作1300多天的洞察號,已經在火星上監測到了1300多次地震。由于火星上目前已經被證實并沒有明顯的板塊分布,所以地震的來源不可能是基于板塊的相互碰撞和擠壓所產生的能量釋放,而是另有原因。

火星上產生地震的可能原因

說到這里,不得不提一下月球,這顆人類了解相對最為深入的一顆地外天體。在上世紀60年代末,美國在執行阿波羅計劃時,在月球上面放置了一臺專門用于監測月震的探測器,在隨后的8年時間里,該探測器共監測到月球表面發生的近1000次月震,相當于每隔兩天左右就會發生一次能夠被監測到的震動。

通過對月震數據的分析,科學家發現月震的震級都非常微弱,幾乎沒有5級以上的情況發生,結合月球內核已經完全冷卻的事實,科學家們認為,引發月球地震的根本原因,不是月球的板塊運動,而是月球表面沒有大氣層,太陽輻射能夠直接到達月球表面,致使月球的晝夜溫差、太陽照射區域和非照射區域的溫度都非常大,從而引發了月球表面一定深度內巖石溫度的巨大差異,從而引發了強烈的熱脹冷縮現象。

同時,在地球強大的引力作用以及時不時發生的隕石撞擊事件,加劇了月球不同區域巖石的不穩定性,從而可能造成月球地殼內部出現巖層的錯位,最終引發震動現象。

由于火星目前的自然環境狀態、地質結構等方面,都有著非常大的相似性,比如幾乎沒有大氣層、晝夜溫差大、表面沒有液態水、沒有分裂的板塊板造、磁場基本消失、隕石撞擊比較頻繁等等,所以科學家們判斷,火星上時不時發生的地震現象,與月球地震的形成機理應該是相同的,即在強烈的溫差、引力和隕石撞擊的共同作用下,地殼部分巖體發生的瞬時破裂和錯位所引發的,與內核沒有一點關系。

因此,洞察號在「超期服役」的這段時間里,所監測到的火星地震現象,并不能代表火星的內核要復蘇了,反而在一定程度上說明,正是由于火星內部越來越趨于平靜,才在外界因素作用下推動產生了「被迫」式的震動。雖然火星在歷史上可能生機無限,但現在我們不得不接受「火星已死」的結局。

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