科學家揭示火星內(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果餅干一樣厚實。

對在這顆紅色星球的內(nèi)臟周圍蕩漾和反彈的聲波進行的一項新分析表明，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，是地球形成時保存下來的地質(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?shù)厍蜻€年輕并正在形成時。

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火星讓我們著迷，因為它既像我們自己的星球又不同。與地球的構(gòu)造板塊不同，火星的地殼是一體的。此外，火星沒有全球磁場，這是我們家園世界的一個特征，它是由地球中心深處晃動的導電材料產(chǎn)生的。這導致科學家們對火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了推測。

在過去的幾年里，答案終于開始到來。美國宇航局發(fā)送了專用儀器到火星，坐在火星表面并監(jiān)測其中地震活動的隆隆聲。科學家可以將地震的隆隆聲用作一種聲學 X 射線來觀察宇宙物體內(nèi)部的內(nèi)容。

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

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

在倫敦帝國理工學院的行星科學家和工程師康斯坦丁諾斯·查拉蘭布斯 （Constantinos Charalambous） 的領(lǐng)導下，一組科學家現(xiàn)在仔細研究了八個明確事件的數(shù)據(jù)，通過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。

當他們處理完所有數(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 4 公里（2.5 英里），周圍是零星的較小物質(zhì)碎片，這些碎片保存在 45 億年前火星形成時的地幔中。

在這段時間里，太陽系一片混亂，大塊的巖石飛來飛去，相互撞擊。包括地球在內(nèi)的內(nèi)行星將遭受絕對的打擊。正是在這段時間里，科學家們認為一個大物體撞擊地球，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.“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到的正是這些物質(zhì)?！?/p>

研究人員認為，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)在早已不復存在了;我們的地殼和地幔在不斷運動，正在經(jīng)歷構(gòu)造過程不斷地將它們相互回收。

火星是一顆單殼行星，它的內(nèi)部演化將更加原始和緩慢，保留了太陽系誕生時的時間膠囊般的物質(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.“事實上，我們在四十五億年后仍然可以檢測到它的痕跡，這表明從那時起，火星內(nèi)部的攪動是多么緩慢。”

這與地球形成鮮明對比，這一發(fā)現(xiàn)為我們提供了一個寶貴的數(shù)據(jù)點，幫助我們了解巖石行星的各種演化方式。地球是太陽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)生的事情汞和金星，其內(nèi)部對我們來說仍然是神秘的。

“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地行星的地質(zhì)歷史和熱化學演化提供了一個前所未有的窗口，這是我們太陽系中普遍存在的構(gòu)造制度?！?a>研究人員在他們的論文中寫道.

“這種演變對于理解整個太陽系及其他地區(qū)巖石體宜居的先決條件具有關(guān)鍵意義。”

該研究已發(fā)表在科學.

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