科學(xué)家揭示火星內(nèi)部的情況:它很笨重,有暴力歷史

的內(nèi)部火星就像美味的澳洲堅(jiān)果餅干一樣厚實(shí)。

對(duì)在這顆紅色星球的內(nèi)臟周?chē)幯头磸椀穆暡ㄟM(jìn)行的一項(xiàng)新分析表明,火星古老的早期地殼被隔離在其地幔中。它采用大塊漂流巖石的形式,是地球形成時(shí)保存下來(lái)的地質(zhì)化石。

這些塊表明了一段暴力歷史,與地球的暴力歷史驚人地相似,涉及與大質(zhì)量物體的巨大碰撞當(dāng)?shù)厍蜻€年輕并正在形成時(shí)。

相關(guān):令人難以置信的第一次,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了火星核心的東西

火星讓我們著迷,因?yàn)樗认裎覀冏约旱男乔蛴植煌Ec地球的構(gòu)造板塊不同,火星的地殼是一體的。此外,火星沒(méi)有全球磁場(chǎng),這是我們家園世界的一個(gè)特征,它是由地球中心深處晃動(dòng)的導(dǎo)電材料產(chǎn)生的。這導(dǎo)致科學(xué)家們對(duì)火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了推測(cè)。

在過(guò)去的幾年里,答案終于開(kāi)始到來(lái)。美國(guó)宇航局發(fā)送了專(zhuān)用儀器到火星,坐在火星表面并監(jiān)測(cè)其中地震活動(dòng)的隆隆聲。科學(xué)家可以將地震的隆隆聲用作一種聲學(xué) X 射線(xiàn)來(lái)觀察宇宙物體內(nèi)部的內(nèi)容。

任何地震,甚至隕石撞擊引起的隆隆聲,都會(huì)從其起源點(diǎn)向外傳播,在行星、衛(wèi)星或恒星內(nèi)部反彈,然后靜止到安靜。它們穿過(guò)某些材料并反射出某些材料的方式使科學(xué)家能夠生成這些天體內(nèi)部成分的地圖。

在 2018 年至 2022 年相對(duì)較短的火星內(nèi)部監(jiān)測(cè)期間,NASA 的 InSight 著陸器檢測(cè)到了數(shù)百個(gè)火星地震,為我們提供了有關(guān)火星內(nèi)部的詳細(xì)信息。由此,科學(xué)家們能夠編制出第一個(gè)詳細(xì)的火星內(nèi)臟圖,并了解更多火星的內(nèi)部活動(dòng).

在倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的行星科學(xué)家和工程師康斯坦丁諾斯·查拉蘭布斯 (Constantinos Charalambous) 的領(lǐng)導(dǎo)下,一組科學(xué)家現(xiàn)在仔細(xì)研究了八個(gè)明確事件的數(shù)據(jù),通過(guò)研究地震波的傳播方式,重建了火星地幔的組成——地殼和地核之間的粘稠、柔軟的部分。

該團(tuán)隊(duì)為他們的研究分析了八次地震和撞擊事件。(Charalambous 等人,科學(xué), 2025)

當(dāng)他們處理完所有數(shù)據(jù)后,研究人員發(fā)現(xiàn)了巨大的物質(zhì)碎片,有些直徑可達(dá) 4 公里(2.5 英里),周?chē)橇阈堑妮^小物質(zhì)碎片,這些碎片保存在 45 億年前火星形成時(shí)的地幔中。

在這段時(shí)間里,太陽(yáng)系一片混亂,大塊的巖石飛來(lái)飛去,相互撞擊。包括地球在內(nèi)的內(nèi)行星將遭受絕對(duì)的打擊。正是在這段時(shí)間里,科學(xué)家們認(rèn)為一個(gè)大物體撞擊地球,將行星碎片噴灑到太空中,然后形成月亮.

研究人員認(rèn)為,這次轟炸破壞了火星仍在形成的地殼。

“這些巨大的撞擊釋放了足夠的能量,將這顆年輕星球的大部分融化成廣闊的巖漿海洋,”查拉蘭布斯 說(shuō).“隨著這些巖漿海洋冷卻和結(jié)晶,它們留下了成分不同的物質(zhì)塊——我們相信我們現(xiàn)在正在火星深處探測(cè)到的正是這些物質(zhì)。”

研究人員認(rèn)為,在被太空巖石撞擊后,火星的地殼重新形成并密封在地幔上,保留了里面的塊狀物。在地球上,這樣的大塊現(xiàn)在早已不復(fù)存在了;我們的地殼和地幔在不斷運(yùn)動(dòng),正在經(jīng)歷構(gòu)造過(guò)程不斷地將它們相互回收。

一位藝術(shù)家對(duì)火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的印象,編譯于2021年.(IPGP/大衛(wèi)·杜克羅斯)

火星是一顆單殼行星,它的內(nèi)部演化將更加原始和緩慢,保留了太陽(yáng)系誕生時(shí)的時(shí)間膠囊般的物質(zhì)。

“大部分這種混亂很可能發(fā)生在火星的前 1 億年,”查拉蘭布斯 說(shuō).“事實(shí)上,我們?cè)谒氖鍍|年后仍然可以檢測(cè)到它的痕跡,這表明從那時(shí)起,火星內(nèi)部的攪動(dòng)是多么緩慢?!?/p>

這與地球形成鮮明對(duì)比,這一發(fā)現(xiàn)為我們提供了一個(gè)寶貴的數(shù)據(jù)點(diǎn),幫助我們了解巖石行星的各種演化方式。地球是太陽(yáng)系中唯一一顆地殼分為構(gòu)造板塊的行星,因此更多地了解火星也可以幫助我們了解內(nèi)部發(fā)生的事情金星,其內(nèi)部對(duì)我們來(lái)說(shuō)仍然是神秘的。

“雖然地球的早期地質(zhì)記錄仍然難以捉摸,但火星上保存完好的古代地幔異質(zhì)性的鑒定為了解停滯蓋下的類(lèi)地行星的地質(zhì)歷史和熱化學(xué)演化提供了一個(gè)前所未有的窗口,這是我們太陽(yáng)系中普遍存在的構(gòu)造制度。”研究人員在他們的論文中寫(xiě)道.

“這種演變對(duì)于理解整個(gè)太陽(yáng)系及其他地區(qū)巖石體宜居的先決條件具有關(guān)鍵意義?!?/p>

該研究已發(fā)表在科學(xué).

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