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科普:人類首次探測到“火星地震”意味著什么

新華網 2019-04-25 作者:譚晶晶

  美國航天局23日表示,美國“洞察”號火星無人探測器可能首次捕捉到了“火星震”,這也是人類首次在地球以外的行星探測到“地震”。

  火星震是怎樣探測到的?火星震到底是什么樣?探測火星震有何意義?

  火星震怎么測到的

  這次火星震是由“洞察”號攜帶的“內部結構地震實驗儀”探測和記錄到的。這部由法國國家航天研究中心研制的地震儀靈敏度極高,足以“感知”尺度為氫原子半徑的火星表面運動,記錄火星震或隕石沖擊引發的震波。

  據項目團隊介紹,這是人類首次在其他行星表面放置地震儀,也是“洞察”號上最重要的探測儀器,“洞察”號大約四分之三的科學探測任務都需要依賴它來完成。

  4月6日,在“洞察”號登陸火星的第128個火星日,“內部結構地震實驗儀”可能首次捕捉到了火星震信號。這是“洞察”號第一次“聽到”源于這顆紅色星球內部的震動,此前“洞察”號曾捕捉到火星風等地表因素引起的震動。

  此外,“內部結構地震實驗儀”還分別于3月14日、4月10日和11日探測到3次疑似地震信號,但它們比4月6日測到的信號更微弱。這些信號來源尚不明確,科學家們仍在研究相關數據。

  據介紹,探測這些微小的火星震需要復雜的工程技術。在地球上,精密的地震儀通常被密封在地下室,以便使其免受溫度和天氣變化影響。“內部結構地震實驗儀”則裝有幾個精巧的絕緣屏障,包括防風隔熱罩,使其免受火星極端溫度變化和強風影響。

  火星震什么樣

  美國航天局在其官網上公布了一段由“內部結構地震實驗儀”記錄的火星震音頻。長達1分鐘的音頻還將火星震與火星風以及“洞察”號機械臂拍照運動的聲音相對比。

  記者試聽感覺,火星風是低沉的“隆隆”聲,火星震音調略高、強度更大,機械臂運動聲音起伏,音量最大。項目團隊表示,音頻經過了特殊處理,火星上的真實震動人類耳朵是聽不見的。

  據介紹,火星表面非常安靜,這有助于地震儀捕捉到很微弱的震動聲。相比之下,地球表面經常受海洋和氣候活動影響而出現顫動。如果此類火星震發生在美國加利福尼亞南部地區,信號將被淹沒在每天頻繁發生的地表爆破音中。

  法國巴黎地球物理研究所“內部結構地震實驗儀”首席科學家菲利普·洛尼奧內表示,他的團隊等待了幾個月終于等來了這樣的信號。終于有證據表明火星仍處于地震活躍狀態,這是令人興奮的發現。研究人員期待對這些數據進行分析,早日與公眾分享更多有關火星震的詳情。

  探測火星震有何意義

  探測到火星震是“洞察”號火星任務的一個里程碑。“洞察”號首席科學家布魯斯·巴納特表示,此次探測成果正式開啟了一個新領域——火星震學。

  地球上的地震發生在由板塊運動產生的斷層上。火星沒有板塊構造,但它持續的冷卻和收縮過程會產生壓力,當這種壓力積累到足夠大,就可以打破地殼,引發火星地震。

  項目團隊說,安放在火星表面的“內部結構地震實驗儀”就好比“貼著耳朵邊放了一部電話”,可以“聽”到來自火星內部的震波。通過監測這些震波的傳播,科學家可以了解火星內部地震活動的強度和頻度,及其在火星內部結構中的位置,從而分析出火星內部不同層級的深度和構成。

  通過對火星震的研究,科學家可以分析火星形成的歷史,以增加人類對地球、月亮等巖石星球起源的了解。

  洛尼奧內表示,人類對這一刻等待已久,距美國通過“阿波羅”計劃將地震儀放置在月球表面已有50年時間。

  美國實施“阿波羅”載人登月計劃期間,航天員曾在月球表面放置5臺地震儀,在1969年至1977年間探測到數千次月球震,幫助科學家了解月球內部構造及其形成。美國計劃2024年前讓宇航員重返月球,為人類未來探索和登陸火星奠定基礎。

  上世紀70年代,美國發射的“維京”號火星車曾試圖在火星上進行地震學研究,但其搭載的地震儀位于著陸器頂部,沒接觸火星表面,因此沒能記錄下有效的火星震信號。

責任編輯:王超

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