到目前為止，火星一般被認為是一個地質上已經死亡的星球。但一個國際科學家小組現在報告說，地震信號表明火山活動仍然在塑造火星表面方面發揮著積極作用。自從美國宇航局InSight（洞察號）任務於2018年在火星表面部署SEIS地震儀以來，蘇黎世聯邦理工學院的地震學家和地球物理學家一直在聆聽1300多次火星地震的細節。

彩色編碼的地形圖顯示了Cerberus Fossae的特徵的相對高度：紅色和白色相對高於藍色和紫色。該圖像是基於該地區的數字地形模型，從中可以得出地形圖。資料來源：ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

研究人員一次又一次地登記了較小和較大的火星地震。對這些地震的位置和頻譜特徵的詳細分析最終帶來了一個驚喜。這些地震的震源在Cerberus Fossae附近–一個由一系列裂縫或地塹組成的區域–講述了一個新的故事。這個故事表明，火山活動在塑造火星表面方面仍然發揮著積極作用。

在蘇黎世聯邦理工學院的領導下，一個國際研究小組分析了最近的20多個火星地震群，這些地震起源於Cerberus Fossae地塹系統。從地震數據中，科學家們得出結論，這些低頻地震表明有一個潛在的溫暖來源，可以用現今的熔岩，即該深度的岩漿，以及火星上的火山活動來解釋。具體來說，他們發現這些地震主要位於地獄犬化石的最內部。

這張圖片由歐空局火星快車上的高分辨率立體相機（HRSC）於2018年1月27日在17813號軌道上拍攝，顯示了火星赤道附近Elysium Planitia的Cerberus Fossae系統的一部分。資料來源：ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

當他們掃描同一地區的觀測軌道圖像時，不由得注意到震源位於非常接近一個以前被描述為”年輕火山裂縫”的結構。這個裂縫周圍較深的塵埃沉積物不僅存在於風的主導方向，而且存在於圍繞著Cerberus Fossae Mantling Unit的所有方向。

該論文的主要作者Simon Stähler解釋說：”塵埃的深色陰影標誌著最近的火山活動的地質證據–也許是在過去的5萬年內–從地質學角度看相對年輕，”該論文已於10月27日發表在《自然》雜誌上。Stähler是蘇黎世聯邦理工學院地球物理研究所Domenico Giardini教授領導的地震學和地球動力學小組的一名高級科學家。

為什麼要研究地球的鄰居？

探索地球的行星鄰居不是一件容易的事。火星是除地球外唯一一個科學家擁有地面漫遊車、著陸器，現在甚至還有無人機傳輸數據的星球。到目前為止，所有其他的行星探索都是依靠軌道上的圖像。

Domenico Giardini說：”InSight的SEIS是有史以來在其他星球上安裝的最敏感的地震儀。它為地球物理學家和地震學家提供了一個機會，可以利用當前的數據顯示今天火星上正在發生的事情–無論是在火星表面還是在火星內部。地震數據與軌道圖像一起，確保了科學推論的更大程度的信心。”

構成Cerberus Fossae的斷裂（地塹）之一，這些斷裂穿過山丘和火山口，表明它們相對年輕。

作為我們最近的陸地鄰居之一，火星對於理解地球上的類似地質過程非常重要。這顆紅色的行星是迄今為止我們所知道的唯一一顆核心成分為鐵、鎳和硫的行星，可能曾經出現過磁場。地形證據還表明，火星曾經擁有大片的水，可能還有更濃的大氣。即使在今天，科學家們已經了解到，冰凍的水，儘管可能主要是乾冰，仍然存在於它的極冠上。

蘇黎世聯邦理工學院和哈佛大學的博士後Anna Mittelholz說：”雖然還有很多東西需要學習，但火星上潛在岩漿的證據是令人感興趣的。”

地球物理生命的最後遺留物

看著廣闊的干燥、塵土飛揚的火星景觀的圖像，很難想像大約36億年前火星是非常有生命力的，至少在地球物理學意義上是如此。它在足夠長的時間內噴出了火山碎屑，從而產生了太陽系中最大的火山系統Tharsis Montes地區和奧林匹斯山–一座海拔幾乎是珠穆朗瑪峰三倍的火山。

位於火星赤道附近的Elysium Planitia地區的Cerberus Fossae與其周圍環境的關係。資料來源：NASA MGS MOLA Scienc

來自附近的Cerberus Fossae的地震–以希臘神話中被稱為”哈迪斯的地獄犬”的生物命名，守護著冥界–表明火星還沒有完全死亡。在這裡，火山地區的重量正在下沉，並形成平行的地塹（或裂縫），將火星的地殼拉開，很像烘烤時出現在蛋糕頂部的裂縫。根據Stähler的說法，我們所看到的可能是這個曾經活躍的火山地區的最後殘餘，或者岩漿現在正在向東移動到下一個噴發地點。