火星要复苏了?洞察号在火星监测到了较强的地震,究竟什么原因?

前不久,美国NASA的洞察号火星车,在火星上执行表面探测任务时,监测到了一起5级左右的地震,这是自从人类向火星上发射探测器以来,所监测到的震级最大的地震,上一纪录是2021年8月洞察号监测到的4.2级地震。

火星要复苏了?洞察号在火星监测到了较强的地震,究竟什么原因?


洞察号专门开展火星地震探测

地震在地球上可以说是比较普遍的地质现象了,每年都会发生,而且5级以下的地震发生次数非常多,可以达到50万次以上,只不过很多地震的震级都很小,对建筑、地面和人类来说的影响很小,有的根本感觉不出来。

大家知道,在地球上发生的地震,多数都是构造地震,它和火山喷发一样,都是地球内部能量剧烈释放的结果,产生的根本原因就是内部积聚的能量超过了地壳的承受能力,最终在比较脆弱的区域、板块的连接地带释放出来,也就是说地球的内部仍然是活跃的。

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然而,根据科学家们的推测,火星的内核已经于30亿年之前就已经完全冷却了,因此火星内部已经没有像地球这样明显的圈层结构,也没有相应的板块构造,相当于内外都连成一体了,那么为什么还会时不时发生地震呢?

美国于2018年11月向火星表面释放了洞察号火星车,在该火星车上主要搭载了3个仪器设备,其中有两个由欧航局提供,主要功能是监测火星内部的地震情况,从而为了解火星内核大小、地层结构、地质构造以及火星内部温度等情况提供数据支撑。

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值得一提的是,火星车上携带的由法国航天局制造的高灵敏地震仪,可以穿过火星地质层的地震波来远程窥视火星的内部,然后把监测到的数据与地球上的地震波进行比较,从而确定火星内部每一结构层次的深度和组成,这个仪器是监测和分析火星地震波的最有效仪器。

对火星地震探测的主要方法

大家知道,地球上如果发生地震,那么穿越地球内部各圈层的地震波可以分为两种类型,一种是振动方向和波传播方向一致的纵波,传播速度非常快,并且可以在固、液、气态物质中传播。

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另外一种是横波,振动方向与波传播方向垂直,速度要低于纵波,只能在固态物质中传播。科学家们正是利用了这两种地震波在穿越地球内部所产生的时间差,来对地震的震源进行定位,并能据此推测出地球内部不同圈层的物质组成、密度以及形态的差异,这也是目前关于地球内部包含地核、下地幔、上地幔和地壳深度、厚度等参数确定的最有效方法。

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不过,洞察号监测到火星上的地震,与地球上的截然不同,一方面是震级都不大,另一方面地震波中的纵波和横波被监测到的时间差非常短,第三是在监测到横波数据之后,还会有更加微弱的横波,这表明火星内部的地质运动已经基本停滞,同时火星内核可能依靠着一些放射性物质的持续性衰变,仍然在释放着一些能量,致使火星内核目前仍然处于固液态物质共存的情况。

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截至目前,在火星上工作1300多天的洞察号,已经在火星上监测到了1300多次地震。由于火星上目前已经被证实并没有明显的板块分布,所以地震的来源不可能是基于板块的相互碰撞和挤压所产生的能量释放,而是另有原因。

火星上产生地震的可能原因

说到这里,不得不提一下月球,这颗人类了解相对最为深入的一颗地外天体。在上世纪60年代末,美国在执行阿波罗计划时,在月球上面放置了一台专门用于监测月震的探测器,在随后的8年时间里,该探测器共监测到月球表面发生的近1000次月震,相当于每隔两天左右就会发生一次能够被监测到的震动。

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通过对月震数据的分析,科学家发现月震的震级都非常微弱,几乎没有5级以上的情况发生,结合月球内核已经完全冷却的事实,科学家们认为,引发月球地震的根本原因,不是月球的板块运动,而是月球表面没有大气层,太阳辐射能够直接到达月球表面,致使月球的昼夜温差、太阳照射区域和非照射区域的温度都非常大,从而引发了月球表面一定深度内岩石温度的巨大差异,从而引发了强烈的热胀冷缩现象。

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同时,在地球强大的引力作用以及时不时发生的陨石撞击事件,加剧了月球不同区域岩石的不稳定性,从而可能造成月球地壳内部出现岩层的错位,最终引发震动现象。

由于火星目前的自然环境状态、地质结构等方面,都有着非常大的相似性,比如几乎没有大气层、昼夜温差大、表面没有液态水、没有分裂的板块板造、磁场基本消失、陨石撞击比较频繁等等,所以科学家们判断,火星上时不时发生的地震现象,与月球地震的形成机理应该是相同的,即在强烈的温差、引力和陨石撞击的共同作用下,地壳部分岩体发生的瞬时破裂和错位所引发的,与内核没有一点关系。

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因此,洞察号在“超期服役”的这段时间里,所监测到的火星地震现象,并不能代表火星的内核要复苏了,反而在一定程度上说明,正是由于火星内部越来越趋于平静,才在外界因素作用下推动产生了“被迫”式的震动。虽然火星在历史上可能生机无限,但现在我们不得不接受“火星已死”的结局。

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页面更新:2024-03-29

标签:火星   地震波   震级   地壳   月球   内核   板块   表面   地球   原因   发生

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