NASA火星登陆器洞察号首度侦测到陨石撞击所产生的震波 _陨石

在这张影像中可以清楚地看到陨石坑边缘的细节。外侧和内壁单独存在的巨石显示这个陨石坑可能历史并不悠久，因此地貌未受到大幅度更动。可能在陨石坑一形成的时候，它的形状就这么奇怪了。IMAGE BY NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA
据美国国家地理（撰文：NADIA DRAKE 编译：邱彦纶）：尽管洞察号（InSight）登陆器的任务已近尾声，但英勇的它仍持续有顶尖科学发现──首度在红色火星观测到陨石所产生的震波。
在我们邻近的红色星球上，有艘英勇的太空船即便生命已近尾声，仍忙不迭地记录脚下世界的颤动。
美国航太总署（NASA）的洞察号登陆器于2018年抵达火星，它的目标不在头顶上的天空，而是要感受这颗星球的颤动，测量它的地震和低吼，帮助科学家测绘火星内部。但洞察号也捕捉到火星受太空岩石撞击所产生的颤动：洞察号已经侦测到至少四颗陨石撞击火星的讯号，而科学家也在轨道拍摄的影像中发现因此而产生的陨石坑。
加拿大西安大略大学的伊莉莎白．希尔博（Elizabeth Silber）表示：「这些观测结果让人非常兴奋！」她虽没有参与洞察号的观测，但她也有研究类似的现象。「我们的技术已经足够先进，能够侦测到另一颗行星上的地震特征，并找到与其关联的撞击事件，这真是太棒了！」
在地球上，科学家只有找到一次这样的关联。而阿波罗（Apollo）计画时代的地震仪，曾在月球上侦测到一百多次撞击，但也没有找到任何一个与此有关的陨石坑。现在科学家可以利用火星遭受的宇宙撞击，更了解它的内部结构。
「我们最大的优势是知道这些撞击源自何处。」法国土鲁斯大学航空太空研究所（Aeronautics and Space Institute）的拉斐尔．贾西亚（Raphael Garcia）如此表示，他在9月出版的《自然地球科学》（Nature Geoscience）期刊发表研究这些撞击的论文，并担任第一作者，「所有未解之谜只在火星的内部结构了。」
但由于洞察号的太阳能电池板被大量灰尘覆盖，它的时间已经所剩无几，任务负责人认为它可能撑不到今年的年底。
喷射推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的布鲁斯．班纳特（Bruce Banerdt）是洞察号的主要研究人员，他表示：「我们乐观且合理地预测它有可能撑到明年1月，但更有可能的情况是在这段时间内，洞察号就会因大气尘埃大量增加，而无法度过难关。」
颤动的行星
洞察号降落的地点，是团队成员在火星表面所能找到最平稳的地方，这个靠近火星赤道的平坦沙质平原称为「埃律西昂平原」（Elysium Planitia）。
「我非常、非常高兴，看起来我们着陆在一个十分安全、而且看起来极端无趣的平原，这正是我们所追求的──他们向我承诺会选择这样的著陆点。」2018年洞察号着陆后，喷射推进实验室的洞察号计画经理汤姆．霍夫曼（Tom Hoffman）如此表示：「他们向我承诺的是片没有岩石的沙地。但那边有块石头，所以我不得不和他们谈谈。」
和许多专注于巨大火山、惊人裂谷和极地冰冠等精彩火星地形的太空船不同，洞察号的工作是观察火星的地表下方，这代表着它不需分心，而且有充足的阳光为它的仪器充电。洞察号在着陆后不久，就展开太阳能电池板，并部署一架灵敏的地震仪来监测这颗颤动的行星。当火星发生震动时，地震波会四处反弹并穿过行星内部。这些震波携带着它们所经物质及边界的资　讯。因此科学家可以收集这些震波，并借此测绘火星地壳、地函和奇特的巨大核心。
洞察号在近四个地球年的时间内，已经测量到1300多次的地震。在任务期间侦测到的多数火星地震都很?。诠サ囊荒曛? ，少数几场大地震撼动了这颗行星，其中最强的一次发生在今年五月，规模接近5，这正是科学家一直期盼的。任务负责人表示，现在随着太空船的电量衰退，它的一生算是相当不错。除了热探测器无法如预期中钻进火星土壤这个小问题，这次的任务已经完成了预期目标。
「我们首度能够一窥火星的内部结构，而不只是张与地球或月球类比的模糊图片。」班纳特说：「我们现在对火星有着充分的理解，这不是说我们对内部发生的一切都了若指掌，但我们知道火星的基本组成。」
测量撞击
除了解答这颗行星的内部结构外，科学家还想测量火星受到陨石撞击的频率。有段时间似乎没有发生撞击事件──在任务一开始的两年内，研究团队没有侦测到任何撞击。
但忽然间他们发现，在这1300多次火星地震中，有少数是由形成陨石坑的陨石所产生的。在2021年的6个月内就发生了3次撞击──2月18日、8月31日和9月5日。另一次是在更早的2020年5月时发生，自2006年以来一直在监测火星的「火星侦察轨道卫星」（Mars Reconnaissance Orbiter）从上方拍摄到这次撞击所产生的11公尺宽陨石坑群。但直到最近，科学家才在数据中发现蛛丝马迹。
贾西亚和他的同事根据陨石冲向行星表面时在大气中爆炸时产生的声波，确认了撞击事件。在火星的夜晚，这些声波讯号可以在火星寒冷大气的底层传播数百公里。科学家结合声波和撞击产生的震波资讯，可以确定流星的轨迹和最终的撞击位置。
贾西亚说，当2021年发生这三次撞击时，产生的声波非常强烈，研究团队甚至几乎不相信这是真的。但千真万确──当火星侦察轨道卫星拍摄可能撞击位置的影像时，发现了新的陨石坑。后来，当科学家回过头来检查观测数据时，他们发现了2020年撞击事件的声波特征。
班纳特表示：「这就是陨石坑事件引起地震记录的铁证。」
新陨石坑的直径介于4到8公尺之间，如果是像地球这样有着更厚且更具保护性的大气层，那这些非常小的天体很可能会燃烧殆尽。科学家明确地将另一颗行星上的地震讯号与陨石坑相互关连，并借此研究碰撞所产生的能量，他们计算出的撞击频率与预测一致。但团队不知道为什么后三次撞击发生的时间如此接近，还有为什么在任务前两年内，没有任何明显的撞击事件。
「我们真的不知道为什么会这样，」班纳特说：「这实在太神秘了。」
关机时刻
洞察号已经在火星表面待了将近四年的时间，现在它的任务即将结束，而太空船的命运掌握在火星风的手中。火星风会将火星的红色尘土吹向高空，有时甚至会形成沙尘暴和行星尺度的风暴。太空船的太阳能电池板上已经积累了一层厚厚的灰尘，这让阳光无法继续为登陆器和相关仪器提供动力。今年5月时，由于太空船的电量衰退，任务负责人预估洞察号地震仪侦测数据的时间可能只会持续到夏末──但这取决于火星的天气状况。
「这是火星上非常活跃的季节──沙尘暴的季节，」班纳特当时告诉《国家地理》。「即使洞察号所在的位置没有遇到沙尘暴，但整颗星球上到处都有沙尘暴肆虐，这会让大气中尘土飞扬，影响到太空船所能捕捉到的太阳能量。」
「也就是说，」他继续说：「我们非常习惯寻找意外的惊喜。」
自5月以来，火星让登陆器的状况比预期更好。
「尘埃一直非常稳定，甚至可能有点下降，实际上在过去一个月左右，我们的电量往上增加了一点点，」班纳特说：「但所有的历史数据都显示，在接下来的一个月左右，大气中的尘埃将会显著地增加。」
如果研究团队幸运的话，洞察号对行星颤动的研究可以持续到年底──甚至是更久。如果他们真的很幸运，那么可能有个沙尘暴吹过埃律西昂平原上登陆器停放之处，清除太阳能电池板上的灰尘，那么太空船将能再度接收到阳光能量。
但这还有待后续的观察。毕竟，火星是个变化无常的世界──这个星球充满了希望和危险。它用生命的迹象引诱科学家一窥究竟，却又让种种探测尝试朦胧未明。这颗行星有着与地球非常相似的地形，却对我们所知的生命危险致命。
在迷人的蓝色夕阳下，即便是机器人──也无法永生不朽。