隕石撞擊火星，揭開火星地震新祕密

一顆巨大的隕石撞擊火星，產生的震波席捲了整個這顆紅色星球，這一事件揭示出火星上某些震動並非由板塊構造引起，而是隕石撞擊所致。透過人工智慧和高解析度影像，科學家們確認了這一關聯，這也改變了科學家們對火星地震的解讀方式。這項發現有助於改進對未來火星任務的預測，同時也凸顯了建立行星防禦機制以對抗太空危險的必要性。

2021年2月，一顆隕石墜落在火星上，產生的地震波傳播了1640公里，抵達了美國國家航空暨太空總署（NASA）的「洞察號」登陸器。這次撞擊留下了一個寬21公尺的隕石坑，影響範圍約1400公尺。歐洲太空總署（ESA）的「微量氣體軌道探測器」（TGO）利用其彩色立體表面成像系統（CaSSIS）捕捉到了這一事件。

火星經常經歷火星地震（相當於地球上的地震）和隕石撞擊。在過去二十年裡，科學家們手動分析了無數張影像，在火星表面識別出了數百個新形成的隕石坑。為了簡化這項艱鉅的工作，研究人員現在正利用人工智慧來探測新的隕石坑，並將多個軌道儀器收集的地震數據進行關聯分析。其中，歐洲太空總署的CaSSIS相機在這項工作中發揮了關鍵作用。

近期發表在《地球物理研究通訊》上的兩項研究表明，「洞察號」之前記錄到的許多地震事件，原本被認為是由板塊構造引起的，實際上可能是由隕石撞擊造成的。在火星地震活動最活躍的地區之一——刻耳柏洛斯裂縫群，一張新形成隕石坑的偽色影像為這一發現提供了關鍵證據。

研究人員收集了來自多個繞火星運行的相機所拍攝的高解析度影像，包括「火星勘測軌道器」的情境相機和高解析度成像科學實驗相機、歐洲太空總署「微量氣體軌道探測器」上的CaSSIS相機，以及「火星快車號」的高解析度立體相機。這些影像幫助研究人員找到了一個與「洞察號」感測器檢測到的一次地震同時出現的新隕石坑。

這一成功的匹配讓研究人員對火星的地震信號有了更精準的理解，包括不同類型的震動如何以不同的深度和速度在火星內部傳播。確切知道這次撞擊的位置後，研究人員意識到，震波在火星內部的傳播速度比以前認為的更快、更深，就像是一條地震「高速公路」。有關撞擊頻率和隕石坑大小的額外數據，將有助於評估未來火星任務中機器人、人類和居住設施可能面臨的風險。

這些研究結果顯示，隕石撞擊火星的頻率比預期高出兩倍半。為此，歐洲太空總署的太空安全計畫正在積極研發行星防禦能力，以減緩和防止來自太空的危險物體撞擊。

「微量氣體軌道探測器」繼續從軌道上對火星進行成像，以了解其古老的過去和潛在的宜居性。這艘太空船不僅傳回了壯觀的影像，還提供了最詳細的大氣氣體清單，並繪製了火星表面富含水的區域。了解火星上的水的歷史，以及火星是否曾經適合生命繁衍，是歐洲太空總署「火星探測計畫」的核心目標。

延伸閱讀：《隕石撞擊揭開火星隱藏的地震高速公路》

參考文獻：
New Impacts on Mars: Systematic Identification and Association With InSight Seismic Events by V. T. Bickel, I. J. Daubar, G. Zenhäusern, G. Doran, C. Charalambous, B. Fernando, A. Sokolowska, K. L. Wagstaff, T. Pike, S. C. Stähler, J. Clinton and D. Giardini, 3 February 2025, Geophysical Research Letters. DOI: 10.1029/2024GL109133
New Impacts on Mars: Unraveling Seismic Propagation Paths Through a Cerberus Fossae Impact Detection by Constantinos Charalambous, W. Thomas Pike, Benjamin Fernando, Natalia Wójcicka, Doyeon Kim, Marouchka Froment, Philippe Lognonné, Savana Woodley, Lujendra Ojha, Valentin T. Bickel, Joseph McNeil, Gareth S. Collins, Ingrid J. Daubar, Anna Horleston and Bruce Banerdt, 3 February 2025, Geophysical Research Letters. DOI: 10.1029/2024GL110159