研究發現火星地下水和地下冰的情況打破了人們預期
物理學家將地震數據與岩石和沈積物的屬性聯繫起來,對來自美國宇航局火星探測器任務的地震數據進行新分析,發現了幾個大的驚喜。第一個驚喜是:在火星赤道附近的著陸點下方300米(1000英尺)的地表下幾乎不含任何冰。
研究人員發現火星的地殼是脆弱和多孔的。沉積物的粘合度不高,而且沒有冰或沒有多少冰填充孔隙。他們於2022年8月9日在《地球物理研究通訊》雜誌上發表了他們的分析。這些發現並不排除可能有冰粒或小冰球沒有將其他礦物粘合在一起,問題是冰以這種形式存在的可能性有多大?
第二個驚喜與關於火星上水一個主要理論相矛盾。人們認為這顆紅色星球在其歷史早期可能孕育著水的海洋。許多專家懷疑,這些水的大部分成為構成地下水泥礦物的一部分。如果你把水與岩石接觸,你會產生一套全新的礦物,如粘土,所以水不是液體。它是礦物結構的一部分。水也可能進入不具有水泥作用的礦物。然而,沒有水泥的地表下應該沒有保存生命或生物活動記錄,水泥的本質是將岩石和沈積物固定在一起,保護它們免受破壞性的侵蝕。缺乏膠結的沉積物表明InSight在赤道附近的著陸點以下300米(1000英尺)的地方缺水。火星赤道上低於冰點的平均溫度意味著,如果有水的話,條件會冷到足以凍結水。
許多行星科學家長期以來一直懷疑火星地表下會充滿冰。儘管如此,在火星兩極仍有大冰層和冰凍的地面冰。模型預測,在那個緯度應該仍然有冰凍的地面,下面有含水層。2018年,InSight航天器在Elysium Planitia著陸,這是一個平坦、光滑、靠近火星赤道的平原。它的儀器包括一個地震儀,測量由火星地震和隕石撞擊引起的振動數據。
研究人員可以將這一數據與關於地表的大量知識聯繫起來,包括火星地貌的圖像和溫度數據。表面數據表明,地下可能由沉積岩和熔岩流組成。然而,研究小組仍然必須考慮到地下屬性的不確定性,如孔隙度和礦物含量。來自火星地震的地震波為它們所穿越的材料的性質提供了線索。可能的膠結礦物如方解石、高嶺土、粘土和石膏影響地震速度。研究團隊應用岩石物理學計算機模型來解釋從InSight數據中得出的速度。模擬結果顯示,地下主要由未加固的材料組成。
科學家們希望探測地表下層,因為如果火星上存在生命,那就是它的位置。火星表面沒有液態水,而地表下的生命將受到保護免於輻射。繼樣本返回任務之後,美國宇航局未來十年的一個優先事項是火星生命探測任務,其目標是在高緯度地區鑽進火星地殼兩米(6英尺),在冰、岩石和大氣聚集的地方尋找生命。