科学家确定火星地壳厚度和密度

美国 NASA 火星洞察号任务的最后一年，强烈地震使苏黎世联邦理工学院的研究人员确定火星地壳的全球厚度和密度。平均而言，火星地壳厚度比地球或月球更厚。

左为火星表面地形图，右为地壳厚度分布。（Source：MOLA Science Team / Doyeon Kim, ETH Zurich）

研究人员利用2022年5月火星大规模地震数据，估计为4.6级地震观测到表面波，不仅直接从震源传播到测站，还绕行整个火星好几次。这些数据不仅提供火星特定区域资讯，还提供全球观察。

研究发表于《地球物理研究快报》期刊，主要作者Doyeon Kim提到，他们测量这些表面波不同频率下传播的速度，地震速度提能了解不同深度的内部结构，以及全球结构的地震观测数据。

将结果与火星重力和地形数据结合，能确定火星地壳厚度为平均42~56公里。地壳在伊希斯撞击盆地（Isidis impact basin）最薄，约10公里，塔尔西斯地区（Tharsis province）最厚，约90公里。地球地壳平均厚度为21~27公里，阿波罗任务地震仪测定的月球地壳厚度约34~43公里。

研究员发现火星北部低地和南部高地地壳密度相似，且南半球地壳比北半球延伸深度更大。Kim说这发现非常令人兴奋，结束了长期火星地壳起源和结构的讨论，因有人认为可用不同岩石成分解释南北半球地形的差异。去年火星表面陨石撞击分析已证明火星南北地壳是由相同物质组成。

Kim说：“我们的研究提供火星如何产生热能，并解释火星的热历史。”今日火星内主要热源是放射性元素（如钍、铀和钾）衰变的结果，研究发现，这些产热元素50%~70%存于火星地壳，这可以解释为什么今日火星地下某些区域仍有熔融作用。