火星在科学上的第一次突破是在这颗红色行星的表面下

深入观察地球表面可以告诉我们很多关于它的历史和地质构造的信息，其他任何行星也是如此。

现在，位于火星表面的“洞察号”着陆器为我们提供了第一次深入观察火星表面下的东西的机会。

InSight船上的地震仪——称为SEIS或内部结构地震实验——指向夹在熔岩流硬化岩石之间的浅沉积层，深度约为200米或650英尺。

这可以告诉我们很多关于火星最初是如何形成的，它是如何随着时间的推移而演化的，以及至今仍在发挥作用的地质因素。特别是，熔岩流可以与我们所知道的地球过去的火山活动联系起来。

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（Géraldine Zenhäusern/ETH Zürich）

上图：艺术家对“洞察”着陆器在宅地山谷（一个小型撞击坑）的印象。

研究人员在论文中解释说：“迄今为止，利用地震走时测量和地面顺应性估计，对InSight着陆场周围浅层地下的地震研究仅限于最高层10-20米，留下几十到几百米深度的结构未知。”。

InSight于2018年11月抵达火星，降落在宽阔平坦的平原上，称为极乐世界。在这里，着陆器的仪器测量了地面的轻微环境振动，这些振动是由流经行星表面的风引起的，以便找出下面看不见的东西。

在地球上开发了同样的技术来评估地下成分和相关的地震风险。在火星上，海浪的模式与两层致密的岩石（如玄武岩）相一致，中间层较薄，密度较低，最有可能是天然沉积。

根据我们从至今仍在火星上可见的陨石坑中了解到的火星历史，研究人员认为，最上层的硬化熔岩大约有17亿年的历史，形成于火星上寒冷干燥的亚马孙时期，当时陨石和小行星的撞击相对较少。

更深的一层看起来有36亿年的历史，是在这个红色星球上有更多火山活动的赫斯佩里亚时期形成的。这些古老的时期把火星塑造成了我们今天所看到和探索的星球。

加州理工学院喷气推进实验室的地球物理学家布鲁斯·班纳特（Bruce Banerdt）告诉《逆向》杂志说：“这有助于将这与试图找出各种不同活动之间的时间联系起来。”。

“事实上，夹在这两块火山岩之间的沉积层表明，火山活动有一个停顿，一个相当长的停顿，因为沉积岩的形成需要很长的时间。”

这中间层的存在，大约30-40米（98-131英尺）厚，对研究人员来说是一个惊喜，目前还不清楚它到底是由什么组成或者是如何形成的。有可能与亚马孙玄武岩混合，但在较低深度地震读数的准确性会降低。

这些数据的部分有用性在于确定火星上是否存在生命，但它也告诉我们更多关于地球历史和进化的信息——地球和火星实际上在地质组成方面非常相似。

除了古老的行星历史，了解火星表面下不同点的东西还有一个更直接的好处：它使科学家能够找出未来放置登陆器、漫游者和（最终）空间站的最佳位置。

“虽然结果有助于更好地理解大理平原的地质过程，但与登陆前模型相比，对未来登陆任务也有价值，因为它有助于改善预测。”来自德国科隆大学的地震学家Brigitte Knapmeyer Endrun说。

这项研究发表在《自然通讯》上。