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          2. 第一起火星地震對洞察號意味著什么

            [ 錄入者:Melipal | 時間:2019-05-23 22:48:07 | 作者:Melipal 譯 | 來源:Sky & Telescope | 瀏覽:1263次 ]

            原文標題:What the First Marsquake Means for NASA’s Insight

            作者:Javier Barbuzano   原文來自:SkyandTelescope.com   Posted: 2019. 4. 26

            編譯:Melipal    審校: Linq

            在工作兩個月之后,洞察號的地震計終于捕獲了火星土地上的第一次震顫。

            NASA的洞察號火星著陸器今年早些時候在火星上安裝了一架史上最靈敏的地震計。如果這本身還沒有讓你驚嘆的話,現在這臺儀器終于探測到了它眼中的第一起火星地震。

            在兩個月的科學運營之后,洞察號的火星內部結構地震實驗(SEIS)捕獲了一個清晰的地震信號。研究者認為,這場震顫源于星球內部,而非地表之上的原因(如風力)。人們預期火星震來自兩處:火星內部熱量的損失(這會導致火星表面地殼的褶皺和破裂),或者是更為少見的隕星撞擊事件。小組還在努力澄清究竟是那種原因導致了這場地震。這次的信號持續了大約10分鐘,震級再2到2.5之間。這樣的震顫非常微弱,如果該事件發生在地球上,人是無法覺察到的。

            上圖展示了洞察號呈穹頂狀的防風絕熱罩,其下遮蓋著著陸器的地震計。(圖片提供:NASA / JPL-Caltech)

            在花費2個月的時間將儀器安置在距離著陸器數米之外的當前工作地點之后,由法國建造的SEIS在今年2月4日開始了科研運轉。自那之后,它還記錄下了3個可能源自地震活動的其他信號,但研究者仍然在努力排查其他的可能性(如風力)。洞察號的首席研究員、來自NASA噴氣推進實驗室的布魯斯·巴納特(Bruce Banerdt)在4月23日于西雅圖市召開的美國地震學會年會上公布了探測結果。

            雖然對于科學家來說,這第一次的探測強度非常弱,無法了解太多關于火星內部結構的情況,它卻已然說明,火星地震活動的發生頻率較預期更低。研究者原先以為,每月他們可以發現1到2次地震事件。但現在的估計是,火星地震每年發生5到18起(取決于未來的分析證實SEIS探測到了4組信號還是1組)。

            然而無論是什么原因讓SEIS記錄下了新好,這都將是我們獲取的火星活動第一批線索。雖然先前海盜1號和2號都攜帶地震計登陸火星,但它們的儀器并未像預期那樣運轉良好。其中的一臺無法與姊妹探測器協同工作,另一臺因為是安裝在遠離地表的著陸器平臺上的,而探測器的支架會削弱可能的地震顫動,因此無法進行可靠的測量。巴納特說:“此次標志著火星地震學的肇始。”

            探測火星深處

            洞察號的首要目標之以就是同高觀察地震波穿過不同組分物質層期間的振動,來了解火星的基本結構。雖然我們已經知道,火星擁有一個液態金屬核心、一層厚厚的地幔,還有一層玄武巖地殼,但是每一層的厚度存在數百千米的不確定性。

            但與地球不同的是,火星并不存在板塊構造,這意味著火星地震較少。科學家需要足夠強的地震才能探索行星內部。由于火星的直徑比地球的一半略大,4級地震(在地球上,這樣的地震可以被感知,但只會造成輕度影響)在火星上就足以構成全球性事件。實際上,這是使用單獨一臺地震計認識行星整體所需的最小震級。儀器記錄下的事件越多,那么我們獲取的圖景就越為精確。

            不過使用地震計揭示行星內部細節也可以通過其他方法。舉例來說,火星的衛星——火衛一每7小時就會從儀器上空通過一次,而地震計就可以感知火衛輕微的引力作用。通過分析火衛一對火星的潮汐力,就可以揭示出火星內部的細節,比如其液態核心的尺度。

            巴納特說:“在你擁有數以千計的觀測站時,單站測量技術在地球上早就不吃香了。不過還是有很多方法能夠讓你使用單一觀測站了解星球的內部結構。”

            非凡儀器的非凡測量

            SEIS儀器非常靈敏,因此它需要盡量與其他組件隔絕。在火星上,晝夜溫差最多可達80攝氏度,而SEIS可以感知著陸器以及周邊環境適應溫度變化時發出的持續噪聲。甚至將地震計與著陸器連接起來的粗牽繩也會時刻發生振動,而研究者在分析數據之前,必須要將這種噪聲仔細去除掉。風力也會導致震顫。

            SEIS由鈦制真空容器包裹,并覆蓋著絕熱層,鈦容器的設計目標就是減輕熱應變。絕熱層是呈紫銅色的盒子,擁有蜂窩結構的側壁,可以束縛火星上的空氣,保證絕熱性。在絕熱層之上還覆蓋著氣動罩,以減弱風力導致的震顫。在儀器下方安裝的鏈條邊與絕熱毯保證了風不會從其下滑過。所有這些機構一道提供了靈敏度數百倍于海盜號著陸器平臺儀器的靈敏度。哪怕做了如此充分的預防工作,洞察號的氣象站仍舊是移除可疑信號的關鍵。

            洞察號的第一個發現

            洞察號的儀器組已經揭示出了有關著陸點的有趣細節。舉例來說,這里有風力的循環,風通常會在正午增強,并在傍晚時分減弱。同時,磁力計(這是第一臺在另一個行星表面部署的同類設備)已經發現了比軌道觀測預期至少強10倍的地表磁場。在部署到地表之前,地震計還記錄下了風從著陸器平臺以及太陽能電池板之間吹過時發出的噪聲。

            (全文完)

            Tags:洞察號 火星地震

            責任編輯:Melipal

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