利用重力資料和美國國家航空暨太空總署（NASA）”洞察”（InSight）任務的新發現，科學家們希望透過即將進行的”馬奎斯”（MaQuIs）任務詳細繪製這些特徵。對火星的研究揭示了古老海床下的隱藏結構和密集區域，影響了奧林帕斯山的火山活動。

最近在火星上進行的重力研究揭示了古代海洋沉積物下隱藏的緻密結構，這影響了我們對火星地質的了解，並可能影響火山活動，尤其是奧林帕斯山的火山活動。資料來源：Root et al.

對火星重力變化的研究揭示了隱藏在失落海洋沉積層下的緻密大型結構。這項分析結合了多個任務的模型和數據，也顯示火星地函中的活躍過程可能正在推動太陽系中最大的火山–奧林帕斯火山。代爾夫特理工大學（TU Delft）的巴特-羅特（Bart Root）本週在柏林舉行的歐洲行星科學大會（EPSC）上介紹了這項研究成果。

火星上有許多隱藏的結構，如冰雪沉積，但在北部極地平原發現的地形是一個謎，因為它們被厚而光滑的沉積層所覆蓋，據說是沉積在古老的海底。

「這些密集的結構可能是火山形成的，也可能是古代撞擊造成的壓實物質。」羅特博士說：」我們在北極帽周圍地區發現了大約20個大小不一的地貌，其中一個很像狗的形狀。

火星重力圖。紅圈表示火星上突出的火山，黑圈表示直徑大於幾百公里的撞擊坑。一個重力高訊號位於火山Tharsis區域（影像右中央的紅色區域），該區域被一個負重力異常環（藍色顯示）包圍。圖片來源：Root 等人

衛星軌道帶來的啟示火星內部新面貌

羅特博士和來自代爾夫特理工大學和烏得勒支大學的同事們利用衛星軌道的微小偏差來研究火星的重力場，並找到火星內部質量分佈的線索。這些數據被輸入到一些模型中，這些模型利用美國宇航局”洞察”號任務對火星地殼的厚度和柔韌性以及火星地幔和深層內部的動態進行的新觀測，繪製出火星的全球密度圖。

密度圖顯示，北部極地地形的密度比周圍地區高出約300-400公斤/立方公尺。不過，這項研究也揭示了塔爾西斯隆起巨大火山區的地下結構，其中包括奧林帕斯山巨型火山。

突顯北半球密集重力結構的地圖。黑線表示的區域是高品質異常點，與地質和地形沒有任何關聯。這些隱藏的地下結構被古老海洋的沉積物所覆蓋。它們的起源仍是一個謎，需要像MaQuIs 這樣的專門重力任務來揭示其本質。資料來源：Root et al.

雖然火山密度很大，但塔西斯地區比火星平均表面高得多，而且被一個重力相對較弱的區域所環繞。僅從火星地殼和上地函的差異來看，這種重力異常是很難解釋的。羅特博士及其團隊的研究表明，一個直徑約1750 千米、深度約1100 千米的輕質物質正在為整個塔西斯地區提供向上的推動力。這可以用火星內部深處的巨大熔岩流向地表上升來解釋。

「美國太空總署的InSight任務為我們提供了關於火星堅硬外層的重要新資訊。這意味著我們需要重新思考如何理解奧林帕斯蒙斯火山及其周圍環境的支撐力，」羅特博士說。 “這表明火星內部可能仍在發生活躍的運動，影響並可能在表面形成新的火山特徵”。

羅特博士是提出火星量子重力（MaQuls）任務的團隊成員之一，該任務旨在利用分別為月球和地球上的GRAIL 和GRACE 等任務開發的技術，詳細繪製火星重力場圖。

“利用MaQuIs 進行觀測將使我們能夠更好地探索火星地表下的情況。這將幫助我們發現更多關於這些神秘的隱藏特徵，研究正在進行的地函對流，以及了解動態的地表過程，如大氣的季節變化和地下水庫的探測，」德國太空中心的麗莎-沃納博士說，她在本週的EPSC2024會議上介紹了MaQuIs任務。

編譯自/ ScitechDaily