在我们的近旁，火星居然在轻轻“吟唱”。目前，科学家们还没有得出一个较为准确的结论，火星正以一种既定的波震动着。
在火星寒冷和布满灰尘的表面下，似乎有人在轻轻地“吟唱”。这种低沉又持续不断的嗡嗡声，随着地壳震动的节奏，有规律地向整个星球扩散。可是，至于为什么会响起这支“太空乐曲”，科学家们也摸不着头脑。
（图解：好奇号拍摄的全景火星地貌
图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/马林空间科学系统公司）
在美国国家航空航天局此次对火星的探测行动中，洞察号探测器发现了许多新鲜神秘的现象，火星的“吟唱”只是其中一个。这项由五个课题共同研究的报告今日发表在《自然·地球科学》和《自然·通讯》杂志上，使人们终于得以一窥火星表面内外一系列惊人的活动。
洞察号探测器于2018年11月着陆火星，经历了漫长痛苦的下降过程，最终着陆在火星赤道附近一块平坦、开阔的平面上。从那时起，这艘太空船便开始用一个极其精密的地震测量仪和一排附加仪器来读取火星数据，以便科学家们厘清火星的地质活动和内部结构。
如图，洞察号探测器停在火星表面上。这张图还展示了洞察号探测器的地震测量仪和被称为“鼹鼠号”的热探测器。
图源：美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室）
洞察号任务的首席研究员布鲁斯·班纳特说：“看着这些惊人的成果，终于可以站起来宣泄一下！这实在是一种解脱！”
除了这些奇怪的嗡嗡声之外，洞察号最新的一批数据还展示了火星上第一个活动断裂带和当前火星磁场的振动模式，并从中推测出过去的磁场。总的来说，从火星上收集的信息，对推算所有岩质行星的形成和演化过程至关重要。
洞察号任务的副首席研究员苏珊娜·斯姆雷卡尔说：“你不能仅仅依靠地球作为研究模型，而是需要更多的数据点。当我们看到这些数据，利用其探索火星时，我们真的很兴奋。”
神秘震动的起源
洞察号的首要目标之一，就是测量火星的地震活动。刚开始几个月，测量仪几乎没有听到任何动静，大家都很焦虑。直到2019年4月6日，人类终于首次探测到使火星隆隆作响的“火星震”，让远在地球的地震学家们颇为兴奋。
洞察号的任务是描绘火星的内部结构。在其携带的众多探测器中，包含一个极其精密的地震测量仪，如图所示，它将实时监控火星上各种细微的震动。
图源：NASA/JPL-CALTECH美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室）
班纳特说，自从那之后，大量“火星震”蜂拥而来，迄今为止已有450场记录。然而，“火星震”的活跃程度并没有带来多大的惊喜，反倒是一些小型震动越来越频繁。这些小型震动的小幅上升，可能是一种季节性效应，但由于我们刚刚开始收集数据，这仍是众多亟待团队解决的谜团之一。
关于“火星震”是怎么产生的，科学家也不能准确地给出答案。在地球上，由于构造板块的缓慢移动，地表常会发生颤动。在此过程中压力在地壳集聚，最终突然释放导致地震。但火星没有全球性的构造板块，所以地质学家们正着眼寻找其他可能诱发“火星震”的因素。
在洞察号的发现中，有两场特殊的震动正在帮助科学家一步步接近答案。他们发出的声音响亮又清晰，震级在3级-4级之间。研究者们根据已有的信息追踪到了震动的源头——科柏洛斯槽沟，这块区域表面布满了一系列深坑，形成至今已有约1000万年。
（图解：科柏洛斯槽沟 图源：百度）
大量岩浆和洪水曾经通过这些裂纹喷射到火星表面，其中一些可能还在火星地表深处缓慢流动。斯姆雷卡尔表示，部分岩浆的冷却收缩、熔岩或者地下水的流动都可能是产生这两次震动的原因。（获取更多关于火星上第一个活动断裂带的知识吧。）
为了查明“火星震”的起因，更好地了解火星地下结构，科学家不得不探测更多的震动，甚至包括一些特大地震。
斯姆雷卡尔说：“我们十分期待看到一场5级'火星震’，但这可遇不可求，我们只好继续等待。”
火星的“吟唱”从未停止
洞察号还发现了一种在爆发性震动中不断嗡嗡作响的神秘震动信号。
伦敦帝国学院一名未参与此项新研究的地震学家斯蒂芬·希克斯说，地球有稳定的背景低鸣声，最常见的就是洋流运动和海水冲击海岸产生的声音。但在2.4赫兹的频率上，火星的低鸣声比地球上自然发生的低鸣声音高要高，地球上发生同样的状况需要降低1赫兹。
（图解：火星的血色外表 图源：百度）
因其血色外表和维持生命供给的潜能，数千年来人们无不为之着迷。我们需要了解火星如何由气体和尘埃形成，也需要了解其极地冰盖对我们熟知的生命意味着什么。
分析认为，火星的嗡嗡声与其地表的狂风无关，而是似乎伴随着遥远“火星震”产生的裂缝而加强。洛斯阿拉莫斯国家实验室一位未参与此项研究的定量地球物理学家解释说，这种影响就好像通过吼叫来引起铃铛震动发声，人的声音包含各种混合频率，其中一个频率恰好能够与铃铛引起共振，所以你的喊声可以让它响起来。
班纳特说，也许这种嗡嗡声与洞察号内部结构有关，或许是其内部结构一定程度上放大了某些特殊音调。洞察号停留在一片古老的盆地里，由于充满了灰尘沙土，有利于吸收地震产生的波动，其响声或许来源于此。但是，这种体系也没有被紊流风激发，这个盆地也确实有点小，不足以产生这种特殊的响声。
希克斯说，火星的嗡嗡声可能是因为两种不同的原因产生的。班纳特对此补充道，洞察号自身也有可能造成这种奇特的共振。
班纳特对此感到很困惑，他们对此也无法达成一致意见。
一副更加清晰的磁场图像
除了关于“火星震”的一系列怪事，洞察号关于火星磁场的最新数据发现也让人意想不到：探测器周围的磁场比卫星预测的要强10倍。
在地球上，我们的磁场是受我们所知的地球发电机驱动产生的，这个地球发电机由融化的铁核组成，在我们脚底下1800英里的地心持续搅动。这种搅动在地球周围产生了一个全球性的磁场，并保护我们免收太阳辐射的侵害。
（图解：地球磁场保护地球免受太阳辐射侵害 图源：百度百家号“有趣的科学”）
火星曾经也有一个类似的“发电机”，但它数十亿年前就停止转动了，也许正是这个原因导致太阳风暴剥离了火星表面厚厚的大气层。现如今，火星上只剩下少量的磁场还留存在岩层的磁性矿物质中，正因如此，火星表面也遍布着各种强度的磁场。
火星轨道飞行器在围绕火星运转的过程中曾描绘出一幅粗略的火星磁场拼接图，但现在，洞察号已经能够画出分辨率更高的类似图像，并且这磁场比我们想象的要强得多。虽然着陆器的测量只是一个单独的数据点，但仍有助于解开火星“远古发动机”的强度之谜，并帮助我们反推火星是如何从一个温暖潮湿的星球演变成一个寒冷干燥的星球的。
“这次测量只是我们第一次小小的尝试，只为探究磁场比我们的预期强多少。”加州大学伯克利分校一名未参与此项研究的行星物理学家罗伯特·利利斯说。
这项新的研究也为火星“发电机”的年龄探究提供了可观的线索，研究者追踪到了深埋地下约39亿年前的一块岩性地层单位发出的信号，这比人们预测的火星“发电机”停转时间晚了约2亿年。
那么，火星“发动机”在火星内核搅动的时间是不是比原先预计的更长一点呢？火星磁场研究的第一作者，不列颠哥伦比亚大学和行星科学研究所的一名地球物理学家凯瑟琳·约翰逊说：“这很难说，关于岩性地层单位的年代推测存在太多的不确定性了。但或许将来，洞察号会发现更多有用的线索。”
神秘的律动
洞察号还发现，在火星稳定的磁场上方还存在一些不稳定的磁场，其强度会随着昼夜更替而变化，信号值也忽强忽弱。
在地球上，每天的磁场变化也很常见。在地球朝阳的一面，太阳辐射强烈地照射上层大气层，产生出带电粒子，与风和地磁线相互作用后产生电流。所以，地球朝阳面的磁场会稍稍增强，而背阳一面的磁场会稍稍减弱。同样地，这样的昼夜磁场变化也体现在火星上，这是科学家们未曾预料到的。
火星磁场似乎有着更短的震荡周期，它往往在午夜、黎明或者黄昏前后发生。约翰逊指出，这种情况并不是每天都发生，其背后隐藏的规律和起因也不可得知。这场磁场交响乐的幕后指挥官就好像在高处俯视着这颗红色星球，千万束来自太阳的带电粒子环绕着这颗行星，仅有少部分受火星稀薄的大气和零散的磁场影响。
太阳风中的扰动可能扰乱火星磁场产生波动，这个过程及其所受相关的影响，可能就是洞察号观测结果出现跳动的原因。
约翰逊说：“我们真的不知道这些声音怎么来的。”通过洞察号和火星大气与挥发物演化航天器的配对分析，我们或许能从中找到突破点。
与此同时，洞察号获得的最新数据也将对外开放，每三个月就有一批数据公布在网站上。班纳特希望其他科学家能够加入他的团队，共同致力于这项研究。
他说：“对于这件事而言，你想得越多，你的答案也就越接近真相。”
作者: MAYA WEI-HAAS
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