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  • 不可思议!洞察号发现:火星地震,受到太阳光,和火星风的影响

    与我们地球相比,火星似乎是一颗“死星”,但即使火星上,风也在吹,地面也在移动。在地球上,地球科学家研究主要由海洋活动引起的环境地震噪声涟漪,以便在地下窥探地球内部的结构,那么在没有海洋的情况下,我们能在火星上做同样的研究吗?根据九州大学国际碳中性能源研究所科学家的一项新研究,我们比以往任何时候都更接近实现这一目标。

    不可思议!洞察号发现:火星地震,受到太阳光,和火星风的影响

    在发表在《地球物理研究快报》期刊上的研究中,基于美国宇航局“洞察号”(使用地震勘测、大地测量和热运输的内部探索)火星着陆器收集的数据。洞察号着陆器在火星表面放置了一个地震仪,它的读数被传回地球。2019年2月至6月间收集的连续地震记录显示,火星上存在数百个“大地震”。火星大多数地震比地球上通常感觉到的地震要弱得多,尽管有些火星地震的震级几乎达到4级。

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    对这些微震的数据进行了分析,以确定它们的传播方向和方向强度。该研究的合著者池田武(Tatsunori Ikeda)说:偏振分析显示,不同频率和类型的地震波,在火星一天中表现出不同的变化模式。低频P波的时间变化与风和太阳辐射的距离变化有关,低频波与着陆器附近地区的风向有关。较高频率的环境噪声主要由着陆器本身振动控制。因此,不同类型和频率的微震,可能有不同的来源,有些可能受到影响。

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    不同类型火星微震主要来源之间的这些重要差异,可能有助于识别火星内部的地质结构,因为研究人员从高频环境噪声中推断出地震仪下方的岩性边界。然而,单个地震仪还不足以重建火星内部的图像。在地球上,来自多个地震仪网络的数据必须结合在一起。但是,对洞察号着陆器的地震数据分析是在火星上实现这一目标的重要一步,这些结果证明了在火星上使用环境噪声方法的可行性。

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    未来的火星地震台网项目,将使我们能够对火星内部的地质结构进行建模和监测,甚至可能有助于火星上的资源勘探,比如寻找潜冰。研究应用洞察力地震数据的偏振分析,估计火星环境噪声场的时间变化和频率依赖性。低频(<1 Hz)P波的优势后方位角有明显的日变化,这明显与远处的风和阳光方向有关。低频瑞利波(0.25-1 Hz)表现出日变化和与附近地区风向相关的主要后方位角。

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    主要来自风的低频信号,可能对比自相关分析得出火星内部岩性边界更深的地下结构敏感信号。另一方面,高频(>1 Hz)波的主要后方位角指向火星洞察号着陆器,特别是在白天,表明风导致洞察号着陆器噪声在高频时占主导地位,而这些结果表明着陆点存在几个环境噪声源和地质结构。

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    博科园|研究/来自:九州大学

    参考期刊《地球物理研究快报》

    DOI: 10.1029/2020GL087123

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