两次规模巨大的陨石撞击让天文学家有机会一窥火星内部的秘密

艺术家对2021年12月24日火星上Amazonis Planitia地区的陨石撞击的印象。资料来源： IPGP -CNES - N. Starter

两次规模巨大的陨石撞击让天文学家有机会一窥火星内部的秘密

火星勘测轨道飞行器任务的卫星观察到的2021年9月18日的陨石撞击（S1000a），以及InSight任务的巨大击让SEIS地震仪探测到的不同类型的波在火星地幔和地幔/核心界面的传播情况。资料来源：IPGP - CNES - N. Starter
（神秘的陨的秘地球uux.cn）据cnBeta：陨石撞击在塑造我们太阳系的行星表面方面发挥了作用，但有高能量撞击信号的石撞记录并不多见。在地球上，天文我们的有机大气层起着屏蔽作用，使大多数陨石在到达地面之前就在高空燃烧或爆炸了。窥火星太阳系中很少有其他天体配备地震仪来记录撞击。内部虽然在月球上已经记录了自然撞击，两次但不可能将其中最强的规模撞击与陨石坑图像联系起来，这样就有可能确定它们的巨大击让精确特征。
在火星上，陨的秘InSight登陆器的石撞SEIS仪器先前记录的撞击在300公里（200英里）范围内，与直径约10米（33英尺）的天文陨石坑有关。这些数据，通过声波分析，已经提高了我们对当地地壳结构的认识。
分别于2021年9月18日和12月24日的S1000a和S1094b撞击，在火星表面留下了两个直径超过130米（425英尺）的脚印。S1094b甚至是过去几个世纪在陆地行星上探测到的最大的撞击坑，因为它150米（500英尺）的直径超过了沙特阿拉伯的瓦巴尔坑120米（400英尺）的直径，后者被认为是这一时期地球表面上最大的撞击，比20世纪初部署第一台地震仪还要早几十年。火星上的情况也是如此，自从火星侦察轨道器（MRO）任务在16年前开始执行其轨道任务以来，从来没有探测到过这种规模的撞击。
通过结合InSight的SEIS和MRO的CTX、MARCI和HiRISE相机的地震数据，美国宇航局两个任务的国际团队已经能够在时间和空间上准确地确定这两个事件的位置。
"撞击的动态和冲击波的发展已经被我们的地震仪和火星勘测轨道器的非常高分辨率的图像所记录。这使我们能够更好地了解在撞击过程中，这样一个火山口的能量是如何在地表下和大气中分布的。此外，我们现在有两个等效震级大于4的地震源，它们在火星上的位置是完全已知的，这使我们能够验证我们的上层地幔和地壳内部结构的模型，特别是在MAGIS项目框架内开发的模型。"巴黎地球物理研究所SEIS实验的科学负责人、两篇文章之一的第二作者、法国国家研究机构（ANR）资助的MAGIS项目的协调人、巴黎城市大学的教授Philippe Lognonné说。
这两颗陨石分别撞击了距离洞察号登陆点3500公里（2200英里）和7500公里（4600英里）的火星。较大的一颗估计质量为250-650吨，撞击速度为7.5公里/秒。两者都释放出足够的能量来产生表面和体积波，并向下传播到火星的核心。
对于南特大学的教授和文章的共同作者Eric Beucler来说，"这些是第一个清晰可见表面波的事件。这使得我们有可能确定撞击点和InSight之间的火星地壳的平均结构"。这些地壳厚度的测量是了解火星演变的基础，到目前为止，只有在InSight的观察下才有可能，这要归功于地震的体积波。此后还进行了其他表面波观测，特别是在2022年5月4日检测到4.7级地震后，这将使这些分析得以完成。
在登陆火星四周年的前几周，InSight任务及其主要仪器SEIS地震仪使得建立火星内部结构的第一个模型成为可能，并同时观察到火星的地震性和一个大气层脆弱的行星可能遇到的非常强烈的冲击。
法国国家研究机构（ANR）的主席和首席执行官Thierry Damerval说："通过MAGIS项目以及InSight和MRO记录的这些独特数据，IPGP和洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的法美团队的工作将使我们能够更好地了解陨石的极强行星撞击。"
法国国家科学研究中心主席兼首席执行官Antoine Petit说："火星继续给我们带来惊喜。包括来自我们实验室的大量科学家在内的国际团队对InSight和火星轨道器数据的分析，正在帮助完善我们对火星内部的认识，并证明了这些空间任务对更好地了解太阳系的重要性。这项工作预示着未来的FSS（Farside Seismic Suite）月球任务，其目的是在月球的远侧放置一个自主地震仪。"
这些奇妙的结果表明SEIS仪器的相关性和非常高的性能水平。火星继续揭示着它的秘密。利用其中一个备用的SEIS传感器，FSS任务将于2025年在月球上接替。JPL、CNES、IPGP以及他们的合作伙伴届时将能够对月球内部进行调查，以了解月球内部的情况。