美國宇航局(NASA)“洞察”號火星車揭示了火星的內部運行機制，這是人類首次發現這顆紅色星球與我們藍色星球的巨大差異。這也是有史以來，首張人類獲得的另一顆行星的內部構成圖。值得一提的是，“洞察”號的任務為科學家提供了一個不同于地球的星球內部，將有助于科學家研究其他星球。

　　火星，這顆人們熟悉的類地行星，究竟有何神秘之處？火星和地球又有那些區別？這張首次公布的火星內部詳細構圖，將為我們揭開很多謎團。

　　原來你是一顆巧克力太妃溏心星球

　　地球表面幾乎所有東西都是由地下深處的“引擎”決定，火星也一樣。NASA于2018年11月發射到火星表面的“洞察”號，給科學家們送回了這張我們鄰近星球的地質內部構造圖。本周四發表在《科學》雜志上的三篇論文，利用“洞察”號這幾年在火星表面收集到的數據，揭示了這顆紅色星球就像一顆巨大的糖果——它的外殼被分成兩到三層火山巧克力；下面的地幔內部物質更像太妃糖一樣的填充物；而核心則像令人驚訝的輕質牛軋糖糖心——很多糖漿在里面。

　　“如果你是一個醫生，只給一個病人做過手術，就不會成為很好的醫生。”這3篇論文的合著者，加州帕薩迪納美國宇航局噴氣推進實驗室的行星地震學家馬克·潘寧表示，他們把地球上通過收集地震波來研究地球內部的方法用到了火星上。

　　“火星更像是我們星球的表親而不是兄弟姐妹，”東京地球生命科學研究所的地震學家克里斯汀·豪斯(Christine Houser)說，“它體積小了六倍，證據表明，這是太陽系早期真正的古老遺跡。”

　　過去兩年中，“洞察”號研究了火星磁性、繞太陽運行時的抖動以及它震動產生的地震波。一個單獨的地震儀意味著科學家們只能觀察到火星上的一個區域，而不是整個星球。而且，要構建一個火星內部的詳細結構圖，能探測到大量穿過整個星球的強震才比較理想，不過，在這幾年內，火星上發生的震動強度從來沒有超過4.0級。

　　“我們必須向前推進，看看我們能用這些數據做什么，”科隆大學行星地震學家Brigitte Knapmeyer Endrun說，他是火星地殼論文的主要作者。盡管面臨挑戰，研究小組還是成功地對火星的內部進行了詳細的X光檢查。

　　為啥和地球相差那么大？

　　科學家證實，南部高地的地殼較厚，北部低地的地殼較薄，那里可能很久以前就有短暫的海洋聚集。平均來說，火星地殼的厚度在15到45英里之間。它被分成一個主要由隕石粉碎的火山巖組成的頂層，一個由更連貫的火山巖組成的中層，也許還有一個暫時無法確定其性質的下層。

　　和地球一樣，火星的地幔比地殼厚得多，火星上地幔的堅硬部分形成了不斷移動的板塊基礎，厚度約為地球的一半。瑞士ETH Zürich的地球物理學家、這三項研究的合著者阿米爾·汗(Amir Khan)說，火星堅硬的上地幔“可能是我們在火星上看不到板塊構造多樣的簡單解釋”。這種整體的剛性阻止了火星上層分裂成單獨的板塊，解釋了火星不能像地球上有如此多樣的山脈、海洋盆地、火山和大陸的原因。

　　火星地幔的構造也為我們提供了線索，讓我們明白為什么一個曾經擁有美國亞利桑那州那樣大的火山，并經常噴發出熔巖流的星球，現在卻地質活動并不活躍。這是因為一顆行星的火山和板塊構造活動本質上是熱量從行星內部到其外殼的運動所驅動的，可較冷的火星地幔，使得火星表面并不容易產生大規模地質活動。

　　“洞察”號還發現，火星的地幔由于缺乏隔熱層，火星年輕時劇烈噴發時的熱量損失會加劇其大量原始熱量輻射到太空。這層薄薄的地幔也可以部分解釋為什么火星在其歷史的前7億年失去了保護磁場。地球的磁場是由液態外核內的鐵鎳電流循環驅動的，而火星也有類似的環流，但其內部的快速冷卻導致這些電流被阻塞，磁場也就消失了。

　　由于沒有磁場來保護火星免受太陽輻射的影響，火星的大氣層就像五彩的紙屑一樣被吹走。曾經出現在它表面的水——如果它沒有被下面的巖石吸收的話——就會流進太空，把火星最終變成了一個寒冷的、受輻射的沙漠。

　　“洞察”號還探測到了火星的核心。它的半徑為1140英里，比科學家預期的要大。它的密度也不高，這是“迄今為止我們發現的最有趣的結果之一，”汗博士說。

　　地球核心的密度相當大，因為地球比火星大得多，所以重量都被地核擠壓在一起。由于火星很小，預計它的核心壓縮程度會稍低一些。但是“洞察”號發現它的密度只有地球的一半，這意味著火星的核心一定是由不同的物質組成的。和地球一樣，它仍然含有大量的鐵和鎳，但也含有相當一部分較輕的元素，如氧、碳、硫和氫。

　　仍有很多謎團尚未解開

　　盡管人類通過火星地震勘測第一次成功了解其深層結構，但仍有許多問題待解答。目前還沒有探測到足以穿過火星核心的強大震動波，所以科學家不知道火星是否和地球一樣有一個堅固的內核。目前只能確定，火星有一個液態的外核——盡管與地球相比，它更像泥漿，移動緩慢。

　　“洞察”號的科學考察已延長至2022年12月，因此，隨著更多研究，謎團會漸漸解開。不過，“洞察”號的太陽能電池板上堆積的灰塵可能會在一年內“殺死”這輛功勛卓著的火星車。

　　不論如何，“洞察”號已經是火星的老兵了，現在，更多的火星探索者紛紛成功著陸，為人類認識這個星球提供了更多可能。

　　成都商報-紅星新聞記者 范旭