火星地幔揭示早期撞擊碎片

過去十年透過各種火星觀測任務，還有好奇號、洞察號和毅力號等火星探測任務，科學家對火星了解更多。國際研究團隊日前發表一項新研究顯示，火星地幔中散佈着大量巨型物質團塊，被認為是約四十五億年前天體撞擊火星後殘留的碎片。這一發現為了解火星內部結構及早期演化提供了重要線索。

研究人員指出，火星可能有個鐵、鎳和硫組成的固體核心，火星地幔可能與地球相似，主要由橄欖岩組成，橄欖岩主要由矽、氧、鐵和鎂組成。

研究人員分析了美國太空總署“洞察”號火星探測器在二○一八年至二○二二年執行火星探索任務期間收集的火星震數據，並利用震波在不同物質中傳播方式的差異推測火星內部構造。此前，研究團隊已借助這種方法測算了火星地殼、地幔和地核的大小、深度與成分。

結果顯示，火星地幔中散佈的巨型物質團塊直徑可達四公里。這些團塊很可能源自火星早期遭受的大規模天體撞擊。撞擊釋放的巨大能量讓地殼和地幔被大面積破壞，形成岩漿海，並將部分撞擊體和火星自身碎片推入地幔深處。與地球不同，火星缺乏板塊構造活動，其內部物質循環緩慢，因此這些結構得以保存至今。

研究人員表示，團隊從未以如此清晰、細緻的方式觀察過一顆行星的內部構造。在火星地幔中發現的這些古老物質團塊表明，火星內部構造在數十億年間演化極為緩慢。研究人員指出，這一發現不僅有助於了解火星的地質歷史，也為探索金星、水星等同樣缺乏板塊構造活動的類地行星的內部結構提供了借鑒。

“洞察”號於二○一八年五月發射升空並於當年十一月在火星艾利希平原成功着陸。其主要任務是了解火星的內部結構，探究火星震和火星內核等。“洞察”號任務於二○二二年十二月結束。據美國太空總署介紹，“洞察”號服役期間，其搭載的測量儀共記錄到一千三百多次火星震。此後，研究人員一直在研究這些資料，以找出火星地幔的成分。研究人員確定了八次火星地震，這些地震產生了高頻能量的地震波。當地震波在火星地幔深處傳播時，它們的速度減慢，從而返回了雜亂的信號。研究人員利用全星球的電腦模擬來觀察這種情況在哪裡發生。他們發現，減慢發生在一個局部的小區域。進一步的研究發現，這個區域含有塊狀物質。研究團隊認為，這些塊狀物質是由四十五億年前發生的小行星碰撞產生的。人們普遍認為，在那些早期，小行星和原行星經常與年輕的行星相撞。

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