火星的心脏：地震波揭示了红色星球的内部秘密

火星的心脏：地震波揭示了红色星球的内部秘密这些发现更加引人注目，因为这项研究任务最初只计划持续一个多火星年（两个地球年）。尽管火星风暴加速了灰尘的积累并减少了NASAInSight火星登陆器的动力，但NASA延长了它的停留时间，因此地球物理数据，包括火星地震的信号，继续被收集到去年年底。主要作者、布里斯托尔大学地球科学高级讲师杰西卡-欧文博士说："额外的任务时间肯定得到了回报。我们已经首次观察到地震波在火星核心中的传播。两个地震信号，一个来自非常遥远的火星地震，一个来自火星远方的陨石撞击，使我们能够用地震波探测火星核心。我们实际上一直在倾听穿越另一个星球的心脏的能量，现在我们已经听到了它。"InSight任务的地震仪（洞察号）虽然被几年的火星尘埃所覆盖，但还是能够捕捉到来自火星远方的地震事件的记录。美国宇航局的InSight火星登陆器使用其安装在登陆器上的仪器背景相机（ICC）获得了登陆器前方区域的这一图像。资料来源：NASA/JPL-Caltech"这些对火星核心弹性特性的首次测量有助于我们研究其组成。它不仅仅是一个铁球，还含有大量的硫，以及其他元素，包括少量的氢。"研究小组利用美国宇航局InSight登陆器的数据，这是一个旨在探测火星内部的机器人航天器，用来比较穿越火星核心的地震波和穿越火星较浅区域的地震波，并建立火星内部属性模型。InSight登陆器于2018年在火星表面部署了一个宽幅地震仪，可以探测地震事件，包括火星地震和陨石撞击。包括地震学家、地球动力学家和矿物物理学家在内的多学科科学家团队，利用对位于地震仪对面半球的两个地震事件的观察，测量了通过核心的地震波相对于留在地幔中的地震波的传播时间。欧文博士说："所谓的'远方'事件，指的是那些位于地球对面的InSight的事件，本质上更难探测，因为当波穿过地球时，大量的能量会损失或转移。我们需要运气和技巧来发现，然后利用这些事件。在火星运行的第一年，我们没有探测到任何远处的事件。如果任务在那时结束，这项研究就不可能发生。""第976次火星地震是这次任务中发现的最遥远的事件。第二个远方事件，S1000a--在行动的第1000天检测到的第一个事件--特别有用，因为它被证明是一个陨石撞击，我们在整个星球上都听到了它的声音，所以我们知道地震信号来自哪里。这些事件是在火星地震局（MQS）在数百天的火星数据上磨练了他们的技能之后发生的；然后需要整个洞察团队的大量地震学专业知识，才能从着陆器记录的复杂地震图中找出这些信号。"作者利用这些测量结果建立了描述核心物理特性的模型，包括其大小和弹性波速。结果表明，火星的核心比以前的估计略微密集和小，半径约为1780-1810公里。这些发现与火星核心具有相对较高比例的铁合金轻元素是一致的，包括丰富的硫和少量的氧、碳和氢。共同作者、美国马里兰大学学院公园分校地质学副教授VedLekic说："探测和了解穿越另一个星球核心的波是令人难以置信的挑战，反映了来自多个国家的数百名科学家和工程师几十年的努力。我们不仅要利用复杂的地震分析技术，而且还要利用InSight团队的专业知识，部署关于高压和高温如何影响金属合金属性的知识。"欧文博士补充说："新的结果对于理解火星的形成和演化与地球的形成和演化有何不同非常重要。关于红色星球的形成条件和构件的新理论将需要能够与这项新研究所揭示的核心的物理特性相匹配"。杰西卡-欧文博士和共同作者、布里斯托尔大学的地震学家安娜-霍尔斯顿博士得到了英国航天局的资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356473.htm

记录最大的火星地震成为InSight登陆器的谢幕表演

记录最大的火星地震成为InSight登陆器的谢幕表演这次破纪录的地震被命名为S1222a，发生在2022年5月4日，震级为4.7。就普通的地震而言这并不是很大，但对于地震活动较少的火星来说，这是相当强大的。事实上，它比之前的记录保持者--2021年8月检测到的4.2级地震强了五倍。"这次单一的火星地震所释放的能量相当于我们迄今为止看到的所有其他火星地震的累积能量，尽管该事件距离我们超过2000公里（1200英里），但InSight记录的波浪如此之大，几乎使我们的地震仪饱和，"描述该事件的研究报告的共同作者JohnClinton说。这次强大的地震也有一些其他值得注意的特点。S1222a持续了至少4个小时，是之前最长持续时间的两倍多，而且是有记录以来第一次让地震波在整个火星表面发生震动的地震。虽然大多数火星地震被发现会发出高频率或低频率的表面波，但这标志着第一次同时检测到两种类型的地震。其他的波在地下更深的地方传播，分析这些波的移动速度可以揭示出这个星球的组成。当科学家研究来自S1222a的那些更深的波时，他们发现火星的地壳似乎是由不同的材料层组成的。"这种波速信息与地壳内部的变形有关，"另一项研究的通讯作者CarolineBeghein说。"火山岩和沉积层的交替，是很久以前的沉积，或者是一个非常大的撞击，如流星体，最可能是我们观察到的地震波测量的原因。"S1222a可能仍将是InSight探测到的最强大的火星地震--在其太阳能电池板被几场风暴的尘埃包裹后，登陆器随时会耗尽电力。这些数据在《地球物理研究通讯》杂志上发表的三篇论文中进行了描述：https://news.agu.org/press-release/the-biggest-marsquake-was-5-times-larger-than-previous-record-holder/...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335351.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335351.htm

来自地球深处的地震波可能可以帮助揭开重力的秘密

来自地球深处的地震波可能可以帮助揭开重力的秘密研究人员正在探索利用地球上的地震运动来测试不同于爱因斯坦广义相对论的重力模型的可能性。目前对引力的理解是基于这样的假设：构成宇宙95%的暗物质和暗能量是物理实体。然而，众所周知，广义相对论是不完整的，这导致了修改引力理论的提议。通过研究地震波在修正引力下如何传播，科学家可以利用地球众所周知的特性来约束这些理论。尽管没有发现与爱因斯坦的工作有任何偏差，但开发更多的工具来探测修正引力仍然是至关重要的。资料来源：阿贡国家实验室我们并不了解宇宙中95%的内容。这些未知因素包括暗物质和暗能量。暗物质似乎是宇宙中最主要的物质形式，每个星系都含有高达80%的这种看不见的物质形式。同时，暗能量是充斥于所有时空的某种能量来源，是宇宙加速膨胀的原因。但是，暗物质和暗能量是物理实体的说法是建立在我们对引力的理解是正确的假设之上的。目前，我们对引力的最佳理解来自爱因斯坦的广义相对论。这个理论告诉我们，引力是时空本身的弯曲和扭曲的表现。但我们知道，广义相对论是不完整的。我们知道，它在黑洞的中心和宇宙的开始就已经崩溃了。所以我们知道，我们手中还没有关于引力的完整故事。受此启发，几十年来许多人提出了修正引力的理论，这些理论构成了对爱因斯坦原始模型的一系列扩展和完善。然而，所有这些扩展都面临着一系列困难的障碍。我们已经在许多情况下和许多尺度上测试了广义相对论，因此很难构建一个与广义相对论有足够大的不同，从而有可能解释掉暗物质和暗能量，同时又能满足所有已知的观测约束的理论。我们能够开发出越多的方法来探测修正引力就越好。因此，一个研究小组发现，我们不一定需要仰望星空来测试各种修正引力理论。相反，我们可以向下看地球。他们发现，在修正的重力作用下，地震波以不同的速度和方式穿过地球。由于我们对地球的许多特性都非常了解，比如它的质量和惯性矩，我们可以把这些知识转过来，用地震数据来约束修正的重力理论。到目前为止，数据并不表明需要偏离爱因斯坦的原始工作。但是我们开发的工具越多，搜索的方法越多，结果就会越好。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355045.htm

震动卡车可在城市地表下产生地震波 以探索地热开发的地形

震动卡车可在城市地表下产生地震波以探索地热开发的地形地热开发势头强劲。就在几个月前，Google宣布其位于内华达州的先进地热发电厂已投入运营。上个月宣布的一种先进的地热井钻探方法，将以往的钻探时间缩短了70%。同样也是在上个月，有消息称，在构造板块交汇的海洋底部可能蕴藏着巨大的地热能源。地热能的基本原理是将水注入地热深处。水吸收热量后返回地面，将热量传递给工作流体，工作流体变成蒸汽，蒸汽转动涡轮机发电。虽然这是一种非常清洁的发电方式，但要找到地下热源和地质条件都适合使用的地区却很有挑战性。在像Google项目所在的犹他州某些地区这样开阔的地区，使用设备向地下发送地震波相对容易。但在那些能真正受益于清洁地热能源的城市，如何安装设备就完全是另一回事了。海瑞克公司（HerrenknechtAG）是一家专门从事地下隧道挖掘技术的德国公司。该公司与卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）地球物理研究所合作开发了这种卡车。每辆卡车都有八个车轮，并配有全轮驱动系统，其中前四个车轮可独立于后四个车轮移动，使其在狭窄的城市道路上具有非凡的机动性。它还配备了所有常用的智能安全功能，包括碰撞感知系统和鸟瞰摄像系统。该车重32吨，工作噪音为65分贝，时速可达40公里/小时（25英里/小时）。它还获准在欧盟的公路上使用。但是，这些卡车真正的亮点在于它们能够从车底部署一个被称为P波振动器的冲击装置。这种振动器会向车下的地下发出地震波，而网状的地震检波器传感器会记录反弹回来的地震波，从而提供城市地下环境的详细地图。希望这张地图能提供足够的数据，将地热系统引入城市环境。"新型移动式UrbanVibroTruck的振动器具有宽频带能力，在低频时具有较高的峰值力输出，"该公司说。"改进的系统设计带来了更好的信号源质量，与最先进的产品相比，穿透深度更深。"这些卡车不仅具有高科技地热发现能力，而且有望克服行政上的障碍。海瑞克公司的阿克塞尔-兰格告诉我们："德国政府计划确定多达100个地热能源的潜在地点。由于德国的地震勘测能力有限，因此对合适设备的需求很大。由于监管程序冗长而复杂，目前许多活动都以失败告终。有了我们的卡车，这些障碍将大大减少，因为它类似于市政车辆，因此更适合城市环境"。兰格补充说，今年6月将与KIT合作对卡车上的振动器进行测试。随后将在今年最后一个季度部署一辆样车。如果现场测试成功，卡车将于2025年初开始批量生产。您可以在海瑞克公司最近发布的宣传片中看到这些卡车的工作情况：https://www.youtube.com/watch?v=IlXQuOY1Bxs...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424666.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424666.htm

像重装甲一样的地壳 - 新研究揭示了火星的独特结构

像重装甲一样的地壳-新研究揭示了火星的独特结构苏黎世联邦理工学院的火星地震服务中心于2022年5月检测到地球以外天体上有史以来最强烈的火星地震。这一事件的震级约为4.6级，通过作为NASA洞察号火星任务一部分部署的地震仪在火星表面记录下来。“这次火星地震发出了沿着火星表面传播的强烈地震波，”苏黎世联邦理工学院地球物理研究所的地震学家DoyeonKim说。经过三年多的日常监测，随着InSight地震仪功率水平的下降，研究人员获得了一次大规模火星地震的数据。从这次大型火星地震中观测到的表面波不仅从地震源传播到测量站，而且还继续绕着整个行星传播了几次。这些数据不仅提供了有关火星特定区域的信息，还提供了火星的全球视图。地震学家、刚刚发表在《地球物理研究快报》杂志上的一项研究的主要作者说：“从这次地震中，我们观察到了围绕火星旋转三圈的表面波，这是整个洞察号任务期间记录的最大地震。”为了获得有关波穿过的结构的信息，研究人员测量了这些波在不同频率下传播的速度。火星表面的地形图（左）和地壳厚度的表示（右）。图片来源：MOLA科学团队/DoyeonKim，苏黎世联邦理工学院这些地震速度提供了对不同深度的内部结构的洞察。此前，观测到的两次大型陨石撞击产生的表面波也使得沿着其特定传播路径的区域发现成为可能。“现在，我们有了代表全球结构的地震观测数据，”金说。将新获得的结果与火星重力和地形的现有数据相结合，研究人员能够确定火星地壳的厚度。平均长度为42至56公里（26-35英里）。平均而言，伊西迪斯冲击盆地的地壳最薄，约为10公里（6英里），而塔尔西斯省的地壳最厚，约为90公里（56英里）。从这个角度来看，地震数据表明，地壳的平均厚度为21至27公里（13–17英里），而阿波罗任务地震仪测定的月球地壳平均厚度为34至43公里。“这意味着火星地壳比地球或月球的地壳厚得多，一般来说，太阳系中较小的行星体比较大的行星体具有更厚的地壳。”金解释说：“我们很幸运能够观察到这次地震。在地球上，我们很难使用与火星上发生的相同震级的地震来确定地壳的厚度。虽然火星比地球小，但它传输地震能量的效率更高。”这项研究最重要的结果之一涉及火星北半球和南半球之间的差异。自从望远镜出现以来，人们就观察到了这种对比。它在火星卫星的图像中尤其明显。火星的北半球由平坦的低地组成，而南半球则有高原。北部低地和南部高地之间的划分被称为火星二分法。“人们可能认为这种差异可以用两种不同的岩石成分来解释，”金说：“一种岩石比另一种更致密。”虽然南北的成分可能相同，但地壳的厚度却有所不同。如果南部地壳较厚，则其下方的火星地幔物质密度较低，而北部地壳较薄，则这种致密、较重的物质较多。研究人员究竟能够证明什么？他们写道：“根据地震观测和重力数据，我们表明北部低地和南部高地的地壳密度相似。相比之下，南半球的地壳比北半球的地壳延伸得更深。”金说：“这一发现非常令人兴奋，它结束了关于火星地壳起源和结构的长期科学讨论。去年对陨石撞击火星的分析已经提供了证据，证明南北地壳是由相同的材料构成的。”从厚厚的火星地壳中也可以得出进一步的结论。“我们的研究提供了地球如何产生热量并解释了火星的热历史，”金说。当今火星内部产生的主要热量来源是钍、铀和钾等放射性元素衰变的结果。研究发现，50%至70%的产热元素存在于火星地壳中。这种高积累可以解释为什么下面的局部区域今天可能仍在发生熔化过程。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371757.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371757.htm

天文学家发现火星上新形成的环形山

天文学家发现火星上新形成的环形山该团队能够利用来自地震仪的信息和从火星勘测轨道飞行器获得的图像来计算和确认撞击位置。这是科学家第一次能够捕捉到火星撞击的动态。这些发现最近发表在《自然-地球科学》杂志上。马里兰大学地质学副教授尼古拉斯-施默尔（NicholasSchmerr）说："流星体和太空中的其他抛射物可以通过撞击改变任何星球的大气和表面，我们在地球上看到过这种情况，这些物体可以穿过大气层，撞击地面，并留下一个陨石坑。但是在这之前，我们从来没有能够捕捉到火星上撞击的动态，那里的大气层要薄得多。"他是该论文的共同作者。图为四个新的火星陨石坑当外来天体构成的"弹丸"穿透行星大气层并撞击地面时，它们会产生声波（穿越流体或气体的声波）和地震波（穿越固体介质的波）。Schmerr和他在InSight（洞察号）上的同事利用这些机载SEIS（内部结构地震实验）仪器测量的波来确定所产生的撞击点的大致位置，同时观察控制弹丸运动的特殊物理学。之后，研究人员通过将他们的估计与高分辨率相机拍摄的图像进行比较，确认了他们的模型的位置和准确性。这些结果表明，地震活动的来源可以用行星地震学来确定，行星地震学是研究地震和相关事件，如火山爆发。据Schmerr说，这种能力可能有助于研究人员测量在火星和地球所在的内太阳系发生新撞击的频率，这种观察对于了解像小行星或可能对地球构成危险的岩石碎片这样的近地物体的数量至关重要。此外，研究人员还使用图像来确定这些撞击的精确位置，相关的声波和地震波对研究火星大气层和内部非常宝贵。有了对火星地震位置的更好理解，科学家们将能够收集关于这个星球的基本信息，例如其核心的大小和稳固性或其加热过程。像Schmerr这样的地球物理学家预计，行星地震学的新进展将使他们能够更好地调查火星内部的潜在构造活动和其他地震活动的来源。这些发现最终使研究人员在了解行星的形成和演变方面又迈进了一步。Schmerr说："研究火星上的撞击是如何发挥作用的，就像打开了一扇了解陆地行星如何形成的基本过程的窗口。所有内太阳系的行星都有这个共同点，包括地球。"美国宇航局的InSight是一个机器人登陆器，旨在研究火星的内部结构。自2018年以来一直处于活跃状态，预计登陆器将继续InSight任务，直到其收集太阳能的能力完全耗尽。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334909.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334909.htm