火星為何會有南北“兩副面孔”？這個(gè)困擾科學(xué)界半個(gè)世紀(jì)的謎題有了新進(jìn)展。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員孫偉家聯(lián)合澳大利亞國立大學(xué)教授Hrvoje Tkalcic首次發(fā)現(xiàn)了火星南北半球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的顯著差異，為解開這一謎題提供了關(guān)鍵證據(jù)。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《地球物理研究通訊》。
早在上世紀(jì)70年代，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)火星存在明顯的南北差異：當(dāng)時(shí)，“水手9號”和“維京號”探測器傳回的圖像顯示，火星的南部是高地，北部是低地。隨后的探測又發(fā)現(xiàn)，火星的地殼厚度、隕石坑密度和磁場強(qiáng)度等多個(gè)方面也都呈現(xiàn)出南北差異。對于這種“雙面”結(jié)構(gòu)的成因，科學(xué)界一直存在爭議。有人認(rèn)為是一個(gè)或多個(gè)巨大隕石撞擊造成的，也有人認(rèn)為是火星內(nèi)部運(yùn)動導(dǎo)致的。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地運(yùn)用了多種技術(shù)來分析“洞察號”探測器獲取的火星震數(shù)據(jù)。他們不僅首次在火星南半球Terra Cimmeria區(qū)域精確定位了一組六個(gè)火星震，還通過對比南北半球星震波的特征，發(fā)現(xiàn)火星南北半球內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在顯著差異：南半球的地幔溫度更高，粘滯度更低，這導(dǎo)致了更強(qiáng)的地幔對流。這一發(fā)現(xiàn)為火星幔對流等內(nèi)部過程形成南北二分結(jié)構(gòu)的假說提供了有力支持。
研究團(tuán)隊(duì)還從其他角度對隕石撞擊假說提出質(zhì)疑。他們通過研究火星巖石的特征發(fā)現(xiàn)，火星在44.8億年以來未發(fā)生過大型隕石撞擊事件。如果當(dāng)時(shí)確實(shí)發(fā)生過大型撞擊，理論上應(yīng)該在北半球留下特殊的磁場痕跡，但這與實(shí)際觀測到的磁場數(shù)據(jù)不符。
這項(xiàng)研究雖然為理解火星“雙面”結(jié)構(gòu)提供了新的線索，但研究團(tuán)隊(duì)指出，這些發(fā)現(xiàn)仍需要未來更多的火星探測任務(wù)來驗(yàn)證。他們建議可以開展地球克拉通地幔和火星的對比研究，因?yàn)閮烧咴谛纬赡挲g、物理特性等方面頗為相似，這不僅有助于理解火星的地質(zhì)歷史，也為研究地球早期歷史提供了新視角。
火星南部和北部火星幔數(shù)據(jù)分析。南部火星幔內(nèi)部衰減強(qiáng)，溫度高，北部內(nèi)部衰減弱，溫度低。這為火星內(nèi)部過程形成火星二分結(jié)構(gòu)提供了直接的地震學(xué)觀測證據(jù)。圖源：孫偉家研究組相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1029/2024GL110921
本文鏈接：火星為何“兩幅面孔”？科學(xué)家找到新線索http://www.lensthegame.com/show-11-17465-0.html
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