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美國宇航局“洞察號(hào)”火星著陸器上的地震儀記錄了迄今為止最大的兩次火星地震，分別為4.2級(jí)和4.1級(jí)。它們是著陸器首次遠(yuǎn)距離記錄到的火星地震事件，其強(qiáng)度是之前記錄的最大地震的5倍。

近日，“洞察號(hào)”火星地震服務(wù)中心研究人員在《地震記錄》中報(bào)告稱，兩次事件的地震波數(shù)據(jù)可以幫助研究人員更多地了解火星內(nèi)部，特別是核—地幔邊界。

英國布里斯托大學(xué)的Anna Horleston及同事能夠識(shí)別4.2級(jí)地震(稱為S0976a)中反射的PP波和SS波，并確定其起源于馬里納河谷。它具有火星最顯著的地質(zhì)特征之一，也是太陽系中最大的地塹系統(tǒng)之一。早期橫切斷層和滑坡的軌道圖像表明，該地區(qū)可能處于地震活動(dòng)狀態(tài)，這一新事件則是該地區(qū)首次確認(rèn)的地震活動(dòng)。

4.1級(jí)地震(稱為S1000a)于24天后被記錄，其特征是反射PP波、SS波以及Pdiff波。Pdiff波即穿過核—地幔邊界的小振幅波。這是“洞察號(hào)”首次發(fā)現(xiàn)Pdiff波。研究人員尚無法確定S1000a的位置，但與S0976a一樣，它起源于火星的遠(yuǎn)端。這次地震能量是火星上有記錄以來最長的，持續(xù)了94分鐘。

兩次火星地震都發(fā)生在地核陰影區(qū)。在這個(gè)區(qū)域，P波和S波不能直接傳至“洞察號(hào)”的地震儀，因?yàn)樗鼈儽坏睾俗钃趸驈澢?。PP波和SS波不是沿著直達(dá)路徑，而是在到地震儀之前至少在地表反射一次。

來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的合著者Savas Ceylan說：“記錄地核陰影區(qū)內(nèi)的地震活動(dòng)是我們了解火星的一塊踏板。在這兩次事件之前，大部分地震活動(dòng)在‘洞察號(hào)’約40度范圍內(nèi)。由于處于地核陰影區(qū)，能量穿過火星的部分區(qū)域，這是我們以前從未獲得過的地震樣本。”

兩次火星地震受關(guān)注之處有所不同。S0976a只有低頻能量，就像迄今為止在地球上發(fā)現(xiàn)的許多地震一樣，而S1000a的頻譜非常寬。Horleston說：“S1000a是明顯的異常值，將是我們進(jìn)一步了解火星地震學(xué)的關(guān)鍵。”

S0976a的震源可能比S1000a深得多。研究人員表示，S1000a可能發(fā)生在地表附近，S0976a深度大約為50公里或更多。

與“洞察號(hào)”記錄的其他地震相比，Horleston說：“它們?cè)诨鹦堑卣鹩涗浿惺忠俗⒛?。尤其S1000a不僅是規(guī)模最大、距離最遠(yuǎn)的地震事件，而且其頻譜和持續(xù)時(shí)間與之前觀測到的任何其他事件都不一樣”。(作者：王方 )