洞察号“吃瓜”,惊觉火星尚未“死透”

果壳网2018年 ,NASA往火星上发射了一个探测器 , 能全面进行地震勘测、地形测绘与地热传导分析(Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) 。 它的上述功能可以被巧妙地拼读为“InSight” , 因此被人们形象地称为洞察号 。洞察号“吃瓜”,惊觉火星尚未“死透”
洞察号任务徽章 | NASA/JPL-Caltech时间一晃两年多 , 这个在命名上颇下了一番功夫的小东西一直在火星上搞它的“洞察” , 为人类积累了丰富的第一手观测记录 。当这些观测数据以及相应的分析结果在国际顶级期刊《自然‧地球科学》2020年第2期上专刊发表时 , 人们第一次发现 , 火星或许曾拥有一颗极为活跃的地核 , 它的上空似曾飘扬着天鹅绒般流淌的极光;人们同时发现 , 今日的火星仍然有着频繁激发的构造活动 , 看似沉寂的地壳内部 , 依然响彻着一个活跃地质时代的袅袅余音;当这些地壳的振动穿越岩石裂隙进入洞察号的“耳朵”时 , 又让洞察号看清了火星表层的地质结构 , 看到在那似乎凉透的星壳下部 , 可能依然残留着余温未降的岩浆活动 。所有这些特征 , 没有让我们的红色邻居变得更加奇异疏离 , 相反 , 让它看上去和地球更像了 。 以至于人们不得不思忖这样的可能性:火星的史前 , 是否和成功孕育了生命的地球一样 , 曾洋溢着充满活力的色彩呢?洞察号“吃瓜”,惊觉火星尚未“死透”
艺术家绘制的在红色荒原上执行任务的洞察号 , 岩层切面的结构根据最新发回的数据分析而绘制 | IPGP/Nicolas Sarter火星“吃瓜”大戏虽说现在离夏天还早 , 可只要回想上一个夏天你购买西瓜的经历 , 洞察号的技术手段也就不那么难理解了 。为了买到最可口的西瓜 , 第一眼你会观察瓜皮的颜色和质地 , 然后你抱起它 , 敲一敲、听一听 , 通过回声了解它内部的结构——是生还是熟、是脆瓤还是沙瓤?如果此时仍然不敢肯定 , 一般我们会喊卖瓜师傅帮着切个三角口子 , 亲自常常瓜瓤的品质 。 至此 , 这个瓜能不能吃、吃起来味道怎么样 , 也就心知肚明了 。NASA花了近10年时间 , 斥资8亿多美元 , 无非也就是想做个一模一样的事 。火星就是宇宙中的那个“大瓜” 。 尽管观察它的表面并不是什么难事 , 业余行星摄影爱好者甚至可以坐在自家后院 , 用安装了行星摄像头的天文望远镜拍摄火星表面的土壤颜色特征、白色极冠的比例等 , 毋庸说NASA直接发射到火星轨道上的那些携带着高精度成像仪的遥感探测器了 。虽然通过遥感方法获得了极为清晰的图像 , 可只看到一颗星球的表皮无疑是隔靴搔痒 。 只有亲自到火星表面 , 也像买瓜那样敲一敲、听一听 , 最好能直接接触内部结构 , 才可知道它的地壳下边到底有些什么门道 。洞察号就带了这么一个机械“耳朵”——内部结构地震实验仪(SEIS) , 专门收听火星的瓜瓤波 , 哦不对 , 是地震波 。 这是一种机械波 , 在不同物质成分里波速不同 , 遇到不同物质之间的天然界面会发生反射和折射 。 通过接收地震波数据 , 洞察号就可以知道火星内部的物质成分和结构了 。洞察号“吃瓜”,惊觉火星尚未“死透”
洞察号Logo的设计形象 , 其实就是从地表某处传向内部的地震波正在映射星体内部的结构 | NASA关键是谁来敲 。 洞察号自己那小身板自然别指望了 。 人们把希望寄托在了天然地震上 。一般认为 , 火星地震在两种情形下可以出现:一种是外来小行星撞击——当然 , 这需要碰运气 , 因为没有谁能遥控一颗小行星撞谁不撞谁 , 这事儿只能随缘;另一种情形 , 就是靠火星自己内部发震了 。可火星能震么?这本身就是一个很关键的科学命题——如果火星发震 , 就能说明它依然维持着内部的地质活动 。 洞察号的To do list上 , 可以直接添加一个对勾了 。而更直接的——就是需要那把切开西瓜皮的刀了 。 洞察号配备的是热传感物理特性箱(HP3) , 能够自行在火星地表打一个5米深的洞 , 部署探头直接测量地壳的温度 , 了解内部的物理特征 。 与之同步 , 洞察号的携带的其它设施还可以测量着陆地区的天气情况、以及火星地表的磁场强度等 。虽说被昵称为“鼹鼠”的HP3在打洞方面遇到了困难 , 至今未能真正切开火星的瓜皮 , 但利用其他装备 , 星际吃瓜大户洞察号敲出了一个更加透彻、也更加“反常识”的火星 。洞察号“吃瓜”,惊觉火星尚未“死透”
这可不是地球上哪个村儿的施工现场 , 这是洞察号正在向另一颗星球的地壳内部钻孔 。 当然 , 钻孔遇到了麻烦 , 昵称“鼹鼠”的HP3总是在快要钻进去的时候又重新退出来 。 目前这个问题仍未搞定 | NASA地球的常识欺骗了你从40多亿年前开始 , 地球与火星这两位姊妹行星 , 就绕着太阳一直跳着不知疲倦的圆舞曲 。 两者相隔最近时只有5000多万公里 。 在宇宙的尺度下 , 着实在是一个几乎可以忽略的距离 。但是 , 自科学启蒙时代以来 , 人们一直搞不明白这么一个问题——为什么相隔如此近 , 地球就能孕育出生命 , 不仅中途从未断绝 , 甚至一路演化出智慧文明;而火星 , 不但至今未发现任何生命活动 , 甚至连地质活动也早就销声匿迹 , 最终成为一颗夭亡的死星呢?想弄明白这个问题 , 最直观的方法自然是全面调研两颗星球的特点 , 比比看他们之间有什么相同点与不同点 。科学家获得的丰富证据表明 , 今日地球生命的维持和演化离不开以下各方面特征——首先 , 地球有适宜呼吸的氧气、这样我们就不会窒息;其次 , 地球有恰到好处的温度 , 不仅我们不会冻死 , 液态水也不会大规模冻结 , 从而可以在地表活跃循环;第三 , 地球有着活跃的地质活动 , 不仅能源源不断地塑造山脉、扩张大洋 , 还可以通过火山作用的形式输出巨量温室气体(如二氧化碳等) , 在冰期来临为大气裹上棉被 , 令地表不至于万里冰封 。 如果二氧化碳过多 , 海洋化学沉积作用又会把它们重新存储到岩石圈里 , 再交由板块运动将其带回地幔 , 完成循环;再然后呢 , 地球中心还有一个由液态铁组成的庞大外核 , 它包裹着一颗炽热明亮的内核 , 在内核的加热下 , 外核的液态铁浆不停地翻搅 , 在地球上空创造出强大的磁场 , 时刻屏蔽着来自太阳的带电离子流 , 从而保护大气层和生物圈不至于被离子流轰飞….大气化学、气候演变、地质作用、碳循环平衡、地球电磁效应 , 等等…… 无论缺了哪个条件 , 生命的演化和发展脉络可能都要完全改写 。然而复杂的表象背后往往隐含着深奥的简洁 。 科学家发现 , 这些几乎囊括了各个学科、看似风马牛不相及的环境属性 , 却最终都能贯穿进一条简单的线索里——地球的个头 , 比火星大 。


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