文:娟娟

圖:這張地球和火星的合成圖像,是為了讓大家更好地了解這兩顆行星的相對大小。Credits: NASA/JPL-Caltech

  在科學家看來,地球與火星,就像兩個在不同地域長大的同胞兄弟。

  久遠以前,地球與火星,曾經驚人地相似。它們一樣的溫暖、一樣的濕潤,一樣的被厚厚的大氣層環抱。但是大約在三、四十億年前,這對兄弟開始分化,逐漸走上了不同的演化之路,而今我們居住在美麗的地球之上,遠方的火星,空氣稀薄,地面乾燥,遍布砂礫,甚至可以颳起長時間的全球性沙塵暴。

  或許,我們很快就會得到線索,了解到他們為什麼會這樣分道揚鑣了。因為,剛剛在火星上著陸的洞察號正是攜帶著相應的科學儀器,打算對此一探究竟。

  洞察號此行的目的,並非為了尋找生命,而是致力於研究火星的內部構造。火星是由什麼物質構成的?那些物質是如何分層的?有多少熱量從內部滲出?……相關的信息將幫助科學家更好地理解,行星的初始物質是如何使它或多或少地支持生命。

  地球和火星,都是由非常相似的物質「鑄造」而成。然而,為什麼如今的兩顆行星會表現得如此不同?

  幾十億年前,火星停止了改變,而地球的演化繼續。

  地球「開發」出了一種火星所不具備的地質「輸送帶」:構造板塊。當板塊互相之間擠壓時,就可以把表面的地殼壓入行星內部,當它們彼此分開時,又使得新的地殼得以形成。

  這種物質的「攪動」不僅僅將岩石帶到地表,一些組成生命的極其重要的物質——它們被稱為揮發物,包括水、二氧化碳、甲烷,由於極易轉變成氣體,因此可以通過構造作用釋放出來。

  由於火星沒有構造板塊,因此它的地殼從來沒有被回收到行星內部。了解行星的內部構造將有助於理解行星的環境會如何隨著時間演化的問題。

  洞察號此次攜帶了地震儀(Seismic Experiment for Interior Structure,內部構造地震實驗),通過它所獲得的信息將幫助科學家們拼湊出早期太陽系中的塵埃、金屬和冰是如何結合在一起形成這顆紅色行星的。

  每一顆岩石行星都在其內部儲存熱量。一部分是在行星形成之時就存在於內部,其餘的則來自於放射性物質的衰變。然後這些熱量逐漸流向地表,融化岩層,破裂地殼,形成火山噴發釋放揮發性氣體。

  熱量是非常重要的。例如,在火星形成的早期,這些熱量或許「製造」了大量溫泉,從地下溫暖著地表。它可能從火山噴發出水蒸汽,進而凝結成地表流動的水。此次,洞察號將使用探針測量火星內部溫度。

  熱量還使得行星的核心熔化和流動,地核里的金屬元素運動時產生電流,進而形成磁場,磁場就像無形的盔甲,保護著行星以及行星上可能存在的任何生命形式免受輻射。

  火星曾經有一個強大的磁場,當時很多最古老的火星地殼都被高度磁化。但是幾十億年前,大部分磁場消失了,使得火星不再受到磁場的高度保護。

  為了更好地理解火星磁場消失的原因,洞察號的科學家們希望更多地了解火星地核。因為無論地核是液體、固體還是兩者的結合,都會影響行星在地軸上的擺動。

  火星的擺動、構造活動和熱流——這三者都有助於解釋是什麼讓地球與火星這兩個行星兄弟走上了不同的演化道路,其結果是只有其中一個為今天的生命形成提供了更好的條件。

  參考資料:

  nasa.gov/feature/jpl/wh

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