「洞察號」能靈敏地探測到隕石碰撞火星產生的震波

2022年09月21日07:30

  據報導,一種用於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據結合起來,研究人員成功地將火星表面震動與剛形成不久的隕坑聯繫起來。這不僅有助於我們理解持續塑造火星地質的隕石撞擊過程,還展示了收集地震數據揭示超出預期任務參數的信息,這可能有助於實現未來對其他星球的探索。

  洞察號探測器對於研究火星至關重要,自2018年11月著陸火星表面以來,它向我們展示了火星地質活動比我們想像得更加活躍,伴隨著碰撞火星表面而產生震動。

  該發現是基於洞察號探測器內置的地震檢波器,科學家利用地震檢波器繪製出第一張火星內部詳細地圖,這種靈敏裝置甚至被用於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於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生嘈雜聲,之後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繫。

  洞察號探測器的內部結構地震實驗儀(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生的聲波緊密聯繫起來,這樣我們可以使用洞察號地震數據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生衝擊波,當隕石墜落時會在半空中爆炸,科學家認為這是由於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,從隕石內部逐漸加壓,最終導致隕石空中爆炸。結果會怎樣呢?這將帶給火星表面更多的衝擊波碰撞,之後如果較大的隕石碰撞火星表面,將產生一連串的衝擊波。

  從理論上講,火星表面所有震動都可以被預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果超出了他們的預期,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據,確定了該探測器著陸半徑300公里範圍內4次獨立的碰撞事件,這些事件分別發生在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,之後美國宇航局火星勘測軌道飛行器拍攝這些區域的圖像,進一步驗證了新隕坑位置,與研究團隊的勘測數據相吻合。

  事實上,隕石碰撞(以及隕石空中爆炸)會對行星產生一些有趣的影響,例如:科學家認為,隕石提供了導致地球上生命出現的關鍵元素,同時隕石碰撞導致物種滅絕事件對改變物種進化曆程方面發揮著重要作用。

  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和大氣,描述火星當前流星和隕石活動,有助於我們更好地理解火星為什麼會形成現今的表面結構,隕石碰撞產生的震動甚至能幫助科學家更好地描述星球內部結構特徵。

  令人遺憾的是,我們可能無法從洞察號探測器獲得更多數據,今年早些時候,相關科學家團隊透露稱,由於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,我們的最新發現證明了行星地震學可以證實隕石碰撞產生的震源,並能洞察到隕石碰撞過程,進而更好地分析該星球內部結構。目前這項研究報告發表在近期出版的《自然地球科學》雜誌上。

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽