新華社洛杉磯4月23日電(記者譚晶晶)美國(guó)航天局23日表示,美國(guó)“洞察”號(hào)火星無人探測(cè)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(cè)到“地震”。

 火星震是怎樣探測(cè)到的?火星震到底是什么樣?探測(cè)火星震有何意義?

SEIS地震儀(圖片來源:NASA/JPL-Caltech)

 火星震怎么測(cè)到的

 這次火星震是由“洞察”號(hào)攜帶的“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀”探測(cè)和記錄到的。這部由法國(guó)國(guó)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(dòng),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(hào)上最重要的探測(cè)儀器,“洞察”號(hào)大約四分之三的科學(xué)探測(cè)任務(wù)都需要依賴它來完成。

 4月6日,在“洞察”號(hào)登陸火星的第128個(gè)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(hào)。這是“洞察”號(hào)第一次“聽到”源于這顆紅色星球內(nèi)部的震動(dòng),此前“洞察”號(hào)曾捕捉到火星風(fēng)等地表因素引起的震動(dòng)。

 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(cè)到3次疑似地震信號(hào),但它們比4月6日測(cè)到的信號(hào)更微弱。這些信號(hào)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(cè)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(gè)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(guó)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(zhǎng)達(dá)1分鐘的音頻還將火星震與火星風(fēng)以及“洞察”號(hào)機(jī)械臂拍照運(yùn)動(dòng)的聲音相對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)聲。相比之下,地球表面經(jīng)常受海洋和氣候活動(dòng)影響而出現(xiàn)顫動(dòng)。如果此類火星震發(fā)生在美國(guó)加利福尼亞南部地區(qū),信號(hào)將被淹沒在每天頻繁發(fā)生的地表爆破音中。

 法國(guó)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(gè)月終于等來了這樣的信號(hào)。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(duì)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(cè)火星震有何意義

 探測(cè)到火星震是“洞察”號(hào)火星任務(wù)的一個(gè)里程碑。“洞察”號(hào)首席科學(xué)家布魯斯·巴納特表示,此次探測(cè)成果正式開啟了一個(gè)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(dòng)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(huì)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(cè)這些震波的傳播,科學(xué)家可以了解火星內(nèi)部地震活動(dòng)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(jí)的深度和構(gòu)成。

 通過對(duì)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(duì)地球、月亮等巖石星球起源的了解。

 洛尼奧內(nèi)表示,人類對(duì)這一刻等待已久,距美國(guó)通過“阿波羅”計(jì)劃將地震儀放置在月球表面已有50年時(shí)間。

 美國(guó)實(shí)施“阿波羅”載人登月計(jì)劃期間,航天員曾在月球表面放置5臺(tái)地震儀,在1969年至1977年間探測(cè)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(guó)計(jì)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(guó)發(fā)射的“維京”號(hào)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(hào)。