撞擊引發的火星地震能深入紅色星球更遠，超乎先前認知

在一項新研究中，行星研究人員運用全球及高解析度軌道影像，發現了一個直徑21.5公尺（71英尺）的全新撞擊隕石坑，它出現的時間，恰好與美國國家航空暨太空總署（NASA）洞察號登陸器所探測到的一次火星地震相符。這意味著，地震儀所記錄到的，是隕石撞擊，而非火星內部的地質活動。在另一項相關研究中，研究人員仔細篩選了大量軌道影像資料，確認了2018年12月至2022年12月間形成的123個撞擊隕石坑，其中49個可能也被洞察號登陸器的地震儀記錄下來。

查拉蘭布斯（Charalambous）等人將位於構造活動活躍的刻耳柏洛斯槽溝區域（Cerberus Fossae）一個直徑21.5公尺的全新火星撞擊隕石坑，與洞察號所記錄的地震事件S0794a聯絡起來。（圖片來源：NASA / JPL - 加州理工學院 / 亞利桑那大學）

NASA的洞察號登陸器在火星上首次部署了地震儀，探測到超過1300次火星地震。這些地震的成因，一是火星內部深處的震動（由岩石在高溫高壓下破裂所引起），二是太空岩石撞擊火星表面。

透過觀察這些地震產生的地震波在穿過火星地殼、地函和地核時的變化，科學家得以一窺火星內部的情況，並且更深入地瞭解包括地球及其衛星月球在內的所有巖質行星的形成過程。

過去，研究人員也曾拍攝到新形成的撞擊隕石坑，並找到與隕石坑形成日期和位置相符的地震資料。

然而，這兩項新研究首次將一次全新的撞擊事件，與在刻耳柏洛斯槽溝區域探測到的震動聯絡起來。刻耳柏洛斯槽溝是火星上一個特別容易發生地震的區域，距離洞察號登陸器約1640公里（1019英里）。

這個撞擊隕石坑的直徑為21.5公尺，而且根據地震的能量來看，它與洞察號的距離比科學家預期的要遠得多。

火星地殼具有特殊的性質，一般認為它會減弱撞擊產生的地震波。然而，對刻耳柏洛斯槽溝撞擊事件的最新分析表明，此次撞擊產生的地震波在地函中選擇了一條更直接的傳播路徑。

洞察號團隊現在必須重新評估他們對火星內部組成和結構的模型，以解釋撞擊產生的地震訊號為何能傳播得如此之深。

洞察號團隊成員、倫敦帝國學院研究員康斯坦丁諾斯・查拉蘭布斯博士表示：「過去我們以為，絕大多數地震事件所探測到的能量，都侷限在火星地殼中傳播。」

「這一發現揭示了一條更深、更快的傳播路徑——可以稱之為地震高速公路——穿過地函，讓地震波能夠抵達火星更遙遠的區域。」

研究人員還在洞察號登陸器周圍約3000公里（1864英里）的範圍內尋找隕石坑，希望找到一些在登陸器地震儀運作期間形成的隕石坑。

透過比對NASA火星勘測軌道飛行器（MRO）搭載的情境相機在不同時間拍攝的影像，他們找到了123個新形成的隕石坑，並將其與洞察號的資料進行交叉比對；其中49個可能與登陸器地震儀探測到的地震相符。

查拉蘭布斯博士說：「我們原本以為，刻耳柏洛斯槽溝產生了許多與內部地震相關的高頻地震訊號，但這表明，其中一些活動可能並非源自該區域，實際上可能是由撞擊引起的。」

這些發現也凸顯了研究人員如何利用人工智慧，更充分地運用NASA和歐洲太空總署（ESA）任務所收集的所有資料，從而推動行星科學的發展。

洞察號團隊成員、伯恩大學研究員瓦倫丁・比克爾博士表示：「現在我們擁有來自月球和火星的海量影像，難題在於如何處理和分析這些資料。」

「我們終於迎來了行星科學的大資料時代。」

這兩篇新論文發表於《地球物理研究通訊》（journal Geophysical Research Letters）期刊。

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V.T. Bickel等人，2025年，《火星上的新撞擊事件：系統識別及與洞察號地震事件的關聯》，《地球物理研究通訊》52(3): e2024GL109133；doi: 10.1029/2024GL109133

康斯坦丁諾斯・查拉蘭布斯等人，2025年，《火星上的新撞擊事件：透過刻耳柏洛斯槽溝撞擊探測揭示地震傳播路徑》，《地球物理研究通訊》52(3): e2024GL110159；doi: 10.1029/2024GL110159