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在火星第二大火山區(qū)Elysium Planitia收集的地震數(shù)據(jù)表明，在該星球表面下的熔巖流之間存在著一個(gè)淺的沉積層。 這些發(fā)現(xiàn)是在NASA的“洞察號(hào)”（InSight）任務(wù)（利用地震調(diào)查、大地測(cè)量和熱能傳輸進(jìn)行的內(nèi)部探索）框架內(nèi)獲得的，包括科隆大學(xué)科學(xué)家在內(nèi)的幾個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了合作。相關(guān)論文于11月23日發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的地球物理學(xué)家Cédric Schmelzbach博士及其同事，包括地震專家Brigitte Knapmeyer-Endrun博士和科隆大學(xué)本斯堡地震觀測(cè)站的博士研究員Sebastian Carrasco（碩士），利用地震數(shù)據(jù)分析了Elysium Planitia地區(qū)的構(gòu)成。作者檢查了淺層地下到200米左右的深度。就在地表之下，他們發(fā)現(xiàn)在15米厚的粗塊狀噴出物（在隕石撞擊后被噴出并落回地表的巖石塊）之上，有一個(gè)以沙質(zhì)材料為主的再生石層，大約有3米厚。

在這些頂層下面，他們發(fā)現(xiàn)了大約150米的玄武巖，即冷卻和凝固的熔巖流，這與預(yù)期的地表下結(jié)構(gòu)基本一致。然而，在這些熔巖流之間，從大約30米的深度開(kāi)始，作者又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)厚達(dá)30到40米的層，地震速度很低，這表明相對(duì)于較強(qiáng)的玄武巖層，它含有較弱的沉積物質(zhì)。

為了確定較淺的熔巖流的日期，作者使用了現(xiàn)有文獻(xiàn)中的隕石坑數(shù)據(jù)。關(guān)于隕石撞擊率的既定知識(shí)使地質(zhì)學(xué)家能夠確定巖石的日期：有許多隕石撞擊坑的表面比有較少撞擊坑的表面要老。另外，直徑較大的隕石坑會(huì)延伸到下層，使科學(xué)家能夠確定深層巖石的日期，而較小的隕石坑則使他們能夠確定淺層巖石的日期。

他們發(fā)現(xiàn)，較淺的熔巖流大約有17億年的歷史，形成于亞馬遜紀(jì)--火星上的一個(gè)地質(zhì)時(shí)代，其特點(diǎn)是隕石和小行星撞擊率低，以及寒冷、超干旱的條件，始于大約30億年前。相比之下，沉積物下面更深的玄武巖層形成的時(shí)間要早得多，大約36億年前的西方紀(jì)，該時(shí)期的特點(diǎn)是廣泛的火山活動(dòng)。

作者提出，具有低火山速度的中間層可能是由夾在西方紀(jì)和亞馬遜紀(jì)玄武巖之間的沉積物組成，或者是在亞馬遜紀(jì)玄武巖本身之內(nèi)。這些結(jié)果提供了第一次機(jī)會(huì)，將淺層地下的地震地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與先前基于軌道地質(zhì)測(cè)繪的預(yù)測(cè)進(jìn)行比較。在登陸之前，Knapmeyer-Endrun博士已經(jīng)根據(jù)地面類似物建立了“洞察號(hào)”登陸點(diǎn)淺層地下的速度結(jié)構(gòu)模型。現(xiàn)在的實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明有更多的分層以及更多的多孔性巖石。

Knapmeyer-Endrun說(shuō)：“雖然這些結(jié)果有助于更好地了解Elysium Planitia的地質(zhì)過(guò)程，但與登陸前的模型進(jìn)行比較對(duì)未來(lái)的登陸任務(wù)也很有價(jià)值，因?yàn)樗梢詭椭晟祁A(yù)測(cè)。對(duì)淺層地下的特性的了解是必要的，例如，評(píng)估其承載能力和漫游車的可通行性。此外，淺層地下的分層細(xì)節(jié)有助于了解哪里可能仍然含有地下水或冰。在科隆大學(xué)的博士研究框架內(nèi)，Sebastian Carrasco將繼續(xù)分析Elysium Planitia的淺層結(jié)構(gòu)對(duì)火星地震記錄的影響。”

“洞察號(hào)”登陸器于2018年11月26日抵達(dá)火星，在Elysium Planitia地區(qū)著陸?；鹦且恢笔潜姸嘈行强茖W(xué)任務(wù)的目標(biāo)，但“洞察號(hào)”任務(wù)是第一個(gè)使用地震方法專門測(cè)量地表下層的任務(wù)。