科学家在火星表面下发现了地震特征，这暗示着一些令人惊讶的事情——火星上地壳中可能仍然存在液态水。这项激动人心的研究来自一个国际科学家团队：中国科学院地质与地球物理研究所的孙伟家博士和潘永新博士、澳大利亚国立大学的 Hrvoje Tkalčić 博士和米兰比可卡大学的 Marco G. Malusà 博士。
这幅艺术概念图描绘了早期火星的环境（右图），据信当时火星上存在液态水和更厚的大气层，而如今火星上则呈现出寒冷干燥的环境（左图）。图片来源：NASA戈达德太空飞行中心，已编辑
液态水是生命的关键成分之一，它在使行星宜居方面发挥着至关重要的作用。很久以前，火星拥有丰富的液态水——尤其是在早期的诺亚纪和赫斯珀里亚纪，这两个时期一直持续到大约30亿年前。然而，随着时间的推移，随着亚马逊时期火星变得越来越冷、越来越干燥，水从地表消失了。科学家们目前正在努力解开的一个重大谜团是，如今地下是否还存在这些水——如果存在，它们位于多深的地方。
“水问题牵涉到有关这颗红色星球上的生命和人类未来的深刻问题，”特卡尔契奇说。
这幅图展示了美国宇航局的“洞察号”火星探测器在火星表面的着陆情况。图片来源：NASA
为了探究这一谜团，地质学家和地球物理学家团队将目光转向了火星地壳。他们怀疑地壳的内部结构可能蕴藏着寻找隐藏水源的关键。科学家们利用美国宇航局“洞察号”探测器的地震数据，分析了两颗巨型陨石撞击（分别名为S1000a和S1094b）以及有史以来规模最大的火星地震（S1222a）产生的波型。
他们的分析揭示了一些非凡的现象——在5.4至8公里深处的一个区域，地震波的速度显著减缓。这种减缓可能意味着火星上地壳底部存在液态水。
通过合理估算热通量和热导率，中地壳的孔隙度已被消除。根据热梯度计算，深度超过5公里的温度将超过冰点，使得上地壳底部能够储存液态水。图片来源：NASA/JPL-Caltech
研究小组估计，火星表面最大水含量为 520-780 米，全球等效层（均匀分布在火星整个表面的水层厚度）。假设这些孔隙完全被液态水填充。
研究团队强调，这一估算完全基于洞察号着陆器下方局部剖面（地震速度随深度变化）的地球物理推断，并未考虑我们实际预期的横向结构变化。此外，对隐藏水量的估算并未考虑火星地壳内可能存在的原始液态水。未来在火星上配备地震仪的任务可以验证这一发现。
这项研究提供了火星上地壳（5.4至8公里）存在大量液态水的地震证据。这些发现为理解火星水循环及其宜居环境的演变提供了重要见解，并为未来探索火星生命奠定了重要基础。
编译自/ScitechDaily
