新信号暗示火星中隐藏着一片迷失的海洋

越来越多的证据表明，在尘土飞扬的红色平原下隐藏着一个秘密火星，它可以重新定义我们对这颗红色星球的看法：一个巨大的液态水库，被深深地壳锁住。

火星上覆盖着古代水体的痕迹。但是，当地球变得寒冷和干燥时，这一切究竟去了哪里的谜团长期以来一直吸引着科学家们。

我们新研究可能会提供答案。利用美国宇航局 InSight 任务的地震数据，我们发现了地震波在地表以下 5.4 至 8 公里之间的层中减慢的速度的证据，这可能是因为在这些深度存在液态水。

失踪之水之谜

火星并不总是我们今天看到的贫瘠沙漠。数十亿年前，在诺亚纪和赫斯珀里纪时期（41 亿至 30 亿年前），河流雕刻的山谷和湖泊波光粼粼。

随着火星磁场的减弱和大气层的稀薄，大部分地表水消失了。一些逃到了太空，一些冻结在极冠中，还有一些被困在矿物中，至今仍在那里。

但蒸发、冻结和岩石并不能完全解释在遥远的过去一定覆盖火星的所有水。计算建议“缺失的”水足以覆盖地球至少 700 米深的海洋，也许深达 900 米。

一种假设是缺失的水渗入了地壳。在诺亚纪时期，火星受到陨石的严重轰炸，陨石可能已经形成了裂缝，将水引向地下。

在地表深处，较高的温度会使水保持液态——这与靠近地表的冰冻层不同。

火星地壳的地震快照

2018 年，NASA 的InSight 着陆器降落在火星上，以超敏感的地震 检波器.

通过研究一种称为“剪切波”的特殊振动，我们发现了一个重要的地下异常现象：在 5.4 到 8 公里以下的层中，这些振动的移动速度较慢。

这个“低速层”很可能是充满液态水的高度多孔岩石，就像饱和的海绵一样。就像地球的含水层一样，地下水渗入岩石孔隙中。

我们计算出，火星上的“含水层”可以容纳足够的水，足以覆盖 520-780 米深的全球海洋中的地球——是南极洲冰盖所含水量的几倍。

在考虑了太空损失、矿物质中的水以及现代冰盖之后，该体积与火星“缺失”水（710-920m）的估计值相符。

陨石和火星地震

我们之所以能找到我们的发现，要归功于 2021 年的两次陨石撞击（命名为 S1000a 和 S1094b）和 2022 年的一次火星地震（称为 S1222a）。这些事件使地震波在地壳中荡漾，就像将石头扔进池塘里，看着海浪蔓延。

InSight 的地震仪捕捉到了这些振动。我们使用事件中的高频信号——想想调到一个清脆、高清的广播电台——来绘制地壳的隐藏层。

我们计算了“接收器函数”，这是这些波在地壳各层之间反弹和回荡时的特征，就像绘制洞穴的回波一样。这些特征使我们能够确定岩石变化的边界，揭示 5.4 至 8 公里深的浸水层。

看点重要

正如我们所知，液态水对生命至关重要。在地球上，微生物在充满水的深岩石中茁壮成长。

类似的生命，也许是古代火星生态系统的遗迹，会在这些储藏库中持续存在吗？只有一种方法可以找出答案。

水也可能是更复杂生物的生命线，例如未来的人类探险家。净化后，它可以提供饮用水、氧气或火箭燃料。

当然，在遥远的星球上钻探数公里深是一项艰巨的挑战。然而，我们在火星赤道附近收集的数据也暗示了其他富含水的区域的可能性，例如乌托邦平原的冰冷泥浆储层。

火星探索的下一步是什么？

我们的地震数据只涵盖了火星的一小部分。需要使用地震仪执行新的任务来绘制地球其他地区的潜在水层。

未来的漫游车或钻头有朝一日可能会开采这些储层，分析它们的化学成分以寻找生命的痕迹。这些水域还需要保护免受地球上微生物的侵害，因为它们可能藏匿着原生的火星生物。

现在，水邀请我们继续聆听火星的地震心跳，解码一个可能比我们想象的更像地球的世界的秘密。

Hrvoje Tkalčić教授、地球物理学系主任、Warramunga Array 主任、澳大利亚国立大学和孙伟佳， 地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室 地球物理学教授中国科学院

本文转载自对话根据 Creative Commons 许可。阅读原创文章.

宝宝起名 起名