據(jù)報道,一種用于探測火星地震活動的儀器展示出令人震驚的新能力,它能探測到碰撞火星的隕石產(chǎn)生的微弱震動……
通過將美國宇航局“洞察號”火星探測器和火星勘測軌道器收集的數(shù)據(jù)結(jié)合起來,研究人員成功地將火星表面震動與剛形成不久的隕坑聯(lián)系起來。這不僅有助于我們理解持續(xù)塑造火星地質(zhì)的隕石撞擊過程,還展示了收集地震數(shù)據(jù)揭示超出預(yù)期任務(wù)參數(shù)的信息,這可能有助于實現(xiàn)未來對其他星球的探索。
洞察號探測器對于研究火星至關(guān)重要,自2018年11月著陸火星表面以來,它向我們展示了火星地質(zhì)活動比我們想象得更加活躍,伴隨著碰撞火星表面而產(chǎn)生震動。
該發(fā)現(xiàn)是基于洞察號探測器內(nèi)置的地震檢波器,科學家利用地震檢波器繪制出第一張火星內(nèi)部詳細地圖,這種靈敏裝置甚至被用于通過探測稀薄火星大氣中的聲波振動,從而捕捉記錄另一顆星球的聲音。
這些能力意味著該探測器處于勘測另一顆星球震動來源的最佳位置:流星在火星大氣中爆炸產(chǎn)生嘈雜聲,之后流星碎片以隕石形式撞擊火星表面。法國圖盧茲大學國立高等航空航天學院天體物理學家拉菲爾·加西亞(Raphael Garcia)稱,這項研究具有重要意義,此前從未在另一顆行星表面記錄到地震波和聲波與隕星碰撞的明確聯(lián)系。
洞察號探測器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實驗儀(SEIS)和壓力傳感器提供了一個獨特的機會,將火星流星體進入大氣層和地面撞擊過程產(chǎn)生的聲波緊密聯(lián)系起來,這樣我們可以使用洞察號地震數(shù)據(jù)評估火星新隕坑的形成位置。
一顆足夠大的隕石進入行星大氣層是具有一定破壞性的事件,首先,當它進入行星大氣層時會產(chǎn)生沖擊波,當隕石墜落時會在半空中爆炸,科學家認為這是由于大氣層中的氣體滲透到隕石裂縫,在大氣層中墜落摩擦過程中,從隕石內(nèi)部逐漸加壓,最終導致隕石空中爆炸。結(jié)果會怎樣呢?這將帶給火星表面更多的沖擊波碰撞,之后如果較大的隕石碰撞火星表面,將產(chǎn)生一連串的沖擊波。
從理論上講,火星表面所有震動都可以被預(yù)期衰減為聲波和地震波,靈敏的探測儀器能夠檢測到,在勘測任務(wù)啟動之前,加西亞和他的同事們就曾懷疑洞察號探測器有能力探測到隕石空中爆炸,但該研究團隊的探測結(jié)果超出了他們的預(yù)期,帶來了更大的驚喜。
加西亞使用洞察號探測器的聲波和地震波數(shù)據(jù),確定了該探測器著陸半徑300公里范圍內(nèi)4次獨立的碰撞事件,這些事件分別發(fā)生在2020年5月27日、2021年2月18日、2021年8月31日和2021年9月5日。
這4次隕石碰撞地點與洞察號探測器的距離分別是:286.5公里、84公里、267公里和86公里,之后美國宇航局火星勘測軌道飛行器拍攝這些區(qū)域的圖像,進一步驗證了新隕坑位置,與研究團隊的勘測數(shù)據(jù)相吻合。
事實上,隕石碰撞(以及隕石空中爆炸)會對行星產(chǎn)生一些有趣的影響,例如:科學家認為,隕石提供了導致地球上生命出現(xiàn)的關(guān)鍵元素,同時隕石碰撞導致物種滅絕事件對改變物種進化歷程方面發(fā)揮著重要作用。
火星看上去非常貧瘠,但即便如此,隕石碰撞也會影響該星球的地質(zhì)和大氣,描述火星當前流星和隕石活動,有助于我們更好地理解火星為什么會形成現(xiàn)今的表面結(jié)構(gòu),隕石碰撞產(chǎn)生的震動甚至能幫助科學家更好地描述星球內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。
令人遺憾的是,我們可能無法從洞察號探測器獲得更多數(shù)據(jù),今年早些時候,相關(guān)科學家團隊透露稱,由于較厚的灰塵覆蓋了太陽能電池板,該探測器似乎正在喪失供電恢復的能力。然而,研究人員指出,這項研究工作為未來火星和太陽系其他星球上進行科學研究帶來了希望,我們的最新發(fā)現(xiàn)證明了行星地震學可以證實隕石碰撞產(chǎn)生的震源,并能洞察到隕石碰撞過程,進而更好地分析該星球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。目前這項研究報告發(fā)表在近期出版的《自然地球科學》雜志上。