新華社洛杉磯4月23日電(記者譚晶晶)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?

SEIS地震儀(圖片來源:NASA/JPL-Caltech)

 火星震怎么測到的

 這次火星震是由“洞察”號攜帶的“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)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(yùn)動,記錄火星震或隕石沖擊引發(fā)的震波。

 據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(xué)探測任務(wù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)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(nèi)部的震動,此前“洞察”號曾捕捉到火星風(fēng)等地表因素引起的震動。

 此外,“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)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(xué)家們?nèi)栽谘芯肯嚓P(guān)數(shù)據(jù)。

 據(jù)介紹,探測這些微小的火星震需要復(fù)雜的工程技術(shù)。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(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀”則裝有幾個精巧的絕緣屏障,包括防風(fēng)隔熱罩,使其免受火星極端溫度變化和強(qiáng)風(fēng)影響。

 火星震什么樣

 美國航天局在其官網(wǎng)上公布了一段由“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀”記錄的火星震音頻。長達(dá)1分鐘的音頻還將火星震與火星風(fēng)以及“洞察”號機(jī)械臂拍照運(yùn)動的聲音相對比。

 記者試聽感覺,火星風(fēng)是低沉的“隆隆”聲,火星震音調(diào)略高、強(qiáng)度更大,機(jī)械臂運(yùn)動聲音起伏,音量最大。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示,音頻經(jīng)過了特殊處理,火星上的真實(shí)震動人類耳朵是聽不見的。

 據(jù)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(jīng)常受海洋和氣候活動影響而出現(xiàn)顫動。如果此類火星震發(fā)生在美國加利福尼亞南部地區(qū),信號將被淹沒在每天頻繁發(fā)生的地表爆破音中。

 法國巴黎地球物理研究所“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀”首席科學(xué)家菲利普·洛尼奧內(nèi)表示,他的團(tuán)隊(duì)等待了幾個月終于等來了這樣的信號。終于有證據(jù)表明火星仍處于地震活躍狀態(tài),這是令人興奮的發(fā)現(xiàn)。研究人員期待對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,早日與公眾分享更多有關(guān)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(wù)的一個里程碑。“洞察”號首席科學(xué)家布魯斯·巴納特表示,此次探測成果正式開啟了一個新領(lǐng)域——火星震學(xué)。

 地球上的地震發(fā)生在由板塊運(yùn)動產(chǎn)生的斷層上。火星沒有板塊構(gòu)造,但它持續(xù)的冷卻和收縮過程會產(chǎn)生壓力,當(dāng)這種壓力積累到足夠大,就可以打破地殼,引發(fā)火星地震。

 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)說,安放在火星表面的“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀”就好比“貼著耳朵邊放了一部電話”,可以“聽”到來自火星內(nèi)部的震波。通過監(jiān)測這些震波的傳播,科學(xué)家可以了解火星內(nèi)部地震活動的強(qiáng)度和頻度,及其在火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的位置,從而分析出火星內(nèi)部不同層級的深度和構(gòu)成。

 通過對火星震的研究,科學(xué)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(nèi)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(shí)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(shù)千次月球震,幫助科學(xué)家了解月球內(nèi)部構(gòu)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(chǔ)。

 上世紀(jì)70年代,美國發(fā)射的“維京”號火星車曾試圖在火星上進(jìn)行地震學(xué)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。