科学家首次观察到地震波穿过火星的地核

Credit: NASA/JPL and Nicholas Schmerr.(神秘的地球uux.cn)据马
【菜科解读】
艺术家描绘了火星的内部以及地震波穿过地核时所经过的路径。
Credit: NASA/JPL and Nicholas Schmerr.
(神秘的地球uux.cn)据马里兰大学:科学家首次观察到地震波穿过火星核心,并证实了核心成分的模型预测。
一个包括马里兰大学地震学家在内的国际研究小组使用美国宇航局InSight着陆器获得的地震数据直接测量火星核心的属性,发现了一个完全液态的铁合金核心,含有高百分比的硫和氧。
这些发现发表在2023年4月24日的《美国国家科学院院刊》上,揭示了火星如何形成的新见解,以及地球和火星之间的地质差异,这些差异最终可能在维持行星可居住性方面发挥作用。
论文第二作者、UMD大学地质学副教授维德兰·列基奇说:“1906年,科学家通过观察地震产生的地震波在穿过地核时如何受到影响,首次发现了地核。
”“一百多年后,我们将地震波知识应用于火星。
凭借洞察力,我们终于发现了火星的中心是什么,以及是什么让火星与地球如此相似却又如此不同。
”
为了确定这些差异,该团队跟踪了火星上两次远距离地震事件的进展,一次是由火星地震引起的,另一次是由大撞击引起的,并检测了穿过行星核心的波。
通过比较这些波穿过火星所需的时间与留在地幔中的时间,并将这一信息与其他地震和地球物理测量相结合,该团队估计了波穿过的物质的密度和可压缩性。
研究人员的结果表明,火星最有可能有一个完全液态的内核,不像地球的液态内核和固态内核的组合。
尽管InSight任务的地震仪被几年的火星尘埃覆盖,但它能够从地球的远端捕捉地震事件的记录。
美国宇航局的InSight火星着陆器使用其安装在着陆器上的仪器背景相机(ICC)获得了着陆器前方区域的这张图像。
Credit: NASA/JPL-Caltech
此外,该团队还推断出了核心化学成分的细节,例如火星最内层存在惊人的大量轻元素(低原子序数元素),即硫和氧。
研究小组的发现表明,五分之一的核心重量是由这些元素构成的。
这一高百分比与地核中相对较低的轻元素重量比例截然不同,表明火星地核的密度远低于地核,可压缩性更高,这一差异表明了两颗行星的不同形成条件。
“你可以这样想;行星核心的性质可以作为行星如何形成以及如何随时间动态演化的总结。
论文的另一位合著者,UMD大学地质学副教授Nicholas Schmerr解释说:“形成和演化过程的最终结果可能是产生或缺乏维持生命的条件。
“地球核心的独特性使其能够产生磁场,保护我们免受太阳风的影响,使我们能够保持水分。
火星的核心不产生这种保护盾,因此火星的表面条件对生命不利。
"
虽然火星目前没有磁场,但科学家们猜测,由于火星地壳中残留的磁性痕迹,曾经有一个类似于地球核心产生的磁场的磁屏蔽。
列基奇和施默尔指出,这可能意味着火星逐渐演变到目前的状况,从一个可能适合居住的星球变成了一个令人难以置信的恶劣环境。
根据研究人员的说法,内陆的条件在这一演变中起着关键作用,暴力冲击也可能起作用。
“在某些方面,这就像一个谜,”列基奇说。
“例如,在火星的核心有少量氢的痕迹。
这意味着一定有特定的条件允许氢存在,我们必须了解这些条件才能理解火星是如何演变成今天的星球的。
"
该团队的发现最终证实了当前旨在揭示隐藏在行星表面下的地层的建模估计的准确性。
对于像列基奇和施默尔这样的地球物理学家来说,这样的研究也为未来以地球物理学为导向的对其他天体的探险铺平了道路,包括金星和水星这样的行星。
“这是一项巨大的努力,涉及在地球上磨练过的最先进的地震学技术,结合矿物物理学家的新成果和模拟行星内部如何随时间变化的团队成员的见解,”布里斯托尔大学高级讲师、该研究的第一作者杰西卡·欧文指出。
“但这项工作得到了回报,我们现在对火星核心内部发生的事情有了更多的了解。
”
“即使洞察号任务在四年的地震监测后于2022年12月结束,我们仍在分析收集的数据,”列基奇说。
“在未来的几年里,洞察号将继续影响我们对火星和其他行星的形成和演化的理解。
”
相关:首次探测到穿过火星地核的地震波
(神秘的地球uux.cn)据台北市立天文科学教育馆网站(编译 吴典谚):科学家首次观察到地震波穿过火星的地核,并证实了对火星地核组成模型的预测。
包括马里兰大学地震学家在内的一个国际研究小组,利用美国航天总署(NASA)洞察号火星探测器(InSight Mars Lander)获得的地震数据,得出火星地核的性质,发现了一个完全液态的铁合金核心,其中含有大量的硫和氧。
这些发现已发表在《美国国家科学院学报》(PNAS)上,揭示了火星如何形成以及地球和火星之间地质差异的新见解,这些差异也可提供维持行星可居住性的线索。
该论文的第二作者、马里兰大学地质学副教授瓦登.莱基奇(Vedran Lekic)提到,有了洞察号,我们终于发现火星的中心是什么,是什么让火星与地球如此相似却又如此不同。
为了解其中差异,研究小组追踪了火星上的两次地震事件,一次是由地震引起,另一次是由大型撞击引起,并探测到了穿过火星地核的地震波。
藉由比较地震波在火星内部传播的走时差异,并与其他地震和地球物理测量结果相结合,结果显示,火星很可能有一个完全液态的地核,不像地球是液态外核和固态内核的组成。
此外,还推论了火星地核化学成分的细节,比如火星最内层存在大量的轻元素(原子序数低的元素),即硫和氧,并占地核质量的20%。
这一高百分比与地球地核中相对较小的轻元素占比大相迳庭,意即火星地核的密度远低于地球地核,更易于压缩,此差异表明两颗行星的形成条件不同。
虽然火星目前没有磁场,由于火星地壳中残留的磁性痕迹,科学家认为火星曾经有一个类似于地球的磁场。
意味着火星是逐渐演变到目前的状况,从一个潜在的适居环境转变为一个令人难以置信的恶劣环境。
根据研究人员的说法,内部条件在这种演变中起关键作用,或是巨大撞击也可能造成影响。
莱基奇提到,即使洞察号任务在经过四年的地震监测后于2022年12月结束,我们仍在分析所收集的数据,洞察号将继续影响我们对火星和其他行星形成和演变的理解。
汶川地震发生前有预兆吗?
地震发生之后,又出现了不少动物异常反应的说法,难道地震真的存在所谓的预兆提示吗?那为什么这么多次大型地震我们都没有完美避开?已经辟谣过很多次,地震的本质是我们脚下的地壳在释放能量,而它到底什么时候会出现这样的活动,别说我们普通人来观察周围的异常情况,就连专门的地震学家也无法做到预测地震何时发生。
即便是日本的许多地震专家提前公布的哪里可能发生地震,那也只是根据历史情况和目前的地质情况得出的一个概率值,而非具体到什么时间会发生多大震级地震。
事实上,地震的发生频率比很多人都想象的高,比如,就在今天印尼又发生了6.3级地震,我们来详细看看地震发生的一些数据说明。
6月以来,关于地震的消息可以说真不少,根据中国地震监测网数据显示,在6月23日15时43分,位于印尼北苏拉威西省附近海域又发生了一次强震,等级大小为6级(我国监测),印尼气象、气候和地球物理局网站消息的等级显示为6.3级强震,美国地质调查局显示为5.9级,这里存在差异大家参考下即可。
整体上来说这次地震的强度还是不低,按照我国地震监测网数据显示,这也是6月以来第6个强震,当然6月确实已经记录到了一次大地震,是位于新西兰克马德克群岛以南海域的7.3级大地震。
只不过也没有产生什么影响。
火山之后,地震再现所以很多人可能又在怀疑2020年是不是又是什么不正常的年份了,我们还是那句话,地震的发生是属于正常的情况,所以完全不用担心。
同时科学界暂时也没有人说最近的地球是否异常了。
不过在印尼出现这次强震之前,在6月印尼还有一个自然灾难发生,那就是位于印度尼西亚爪哇岛的默拉皮火山出现了一次强喷发,持续约7分钟。
本次喷发产生的火山灰烬达到了6000米高,可以说是非常罕见的,同时我们也知道默拉皮火山是印尼最活跃的500座火山之一,而这次火山喷发之后又来地震,可能不少人觉得地球是否真的异常了。
当然对于2020年来说,确实出现了很多难以现象的地震情况,很多自然灾难可能短时间都比较频繁,但是这也并不能说明今年是不是不正常的一年,往年的自然灾难也同样有发生的,所以完全不担心,如果地球真的出现了什么异常,或者2020年是多灾多难的一年,科学家们肯定也早就给出了一个说明,很明显如今还没有任何证据显示2020年不正常,这就是大概的情况,大家不要以短时间的情况来判断全年的情况就行。
印尼自然灾难频现正常吗?肯定是正常的,就如最近印尼发生的地震和火山,本身印尼就是属于环太平洋地震带或火山带的一部分,所以完全是属于正常的,并且科学记录之中,每年印尼都会发生大小地震数千次,完全是一个高度活跃区域,同时印尼最近的一次大地震影响是发生在2018年9月,印尼中苏拉威西省栋加拉县发生7.4级地震,并且还产生了突发性的海啸,所以印尼发生强震没有什么特别指出。
同时印尼出现地震,火山频发生完全是没有什么问题的,不过虽然本次地震没有产生多大的影响,并且也没有海啸预警,但当地地震中心已经警告震中附近有发生余震的可能,并提醒居民冷静并保持警惕。
所以说在印尼的朋友也多多注意安全吧,本身来说地震的如今在全球范围之内,与常年是一样的,都会突发性的出现,只是发生的区域和等级大小不一样。
地震在科学之中可以预测吗?我相信已经不是第1次说了,地震在科学之中是无法精确预测的,地震的发生主要是因为板块运动或者断层带滑动带来的,是地球内部自然变化过程,并且板块运动或者断层带滑动几乎是每天都在发生,所以我们无法判断这些运动的精确方向是什么,就无法知道是否会发生地震,这可能也是地震精确预测之中最难的一个问题,至少如今还没有能力去判断。
当然很多人可能会说,日美等地震机构曾多次发布某个地区发生地震的可能性有多大,但是我们也看到了是百分比的模式,其实这个数据就是根据板块运动或者断层带滑动的一些变化,结合历史性的地震数据来进行分析说明的。
同样是一个推测性的数据,所以无法也不是精确预测地震的说明。
而对于地震云,地震鱼等情况,大家如今也在讨论,科学界还是同样说明了它们与地震是没有关系的, 也找不到任何证据证明它们的联系。
所以综合情况而言,如今的地震在科学界是做不到精确预测的,地震无法预测,但是地震预警是可以提供方便的,在全球范围之中,地震预警是我们见到最多的,地震预警主要是根据地震波的传播情况来给予一个时间评估,也是建立在地震发生之后,所以大家不要将地震预警与地震预测放在一起来看,这完全是不一样的情况,地震预警一般情况可以提前几十秒发出预警,所以大家可以在这几十秒钟做出防御,未来科学界也将实施秒级预警计划,我们还是挺期待的。
整体上而言,如今我们地球发生的变化都是属于正常的模式,跟2020年也没有什么关系,如果要说异常较多的可能就是气候问题了,2020年的异常气候是比较多的,例如北极才出现了30度高温,所以大家科学看待问题就行。
动物鸟类对大地震前都有警觉。
气温,气压,地磁角偏转,地磁电荷在地震断裂带地震纵波与地震横波形成剪切力释放的能量会影响到动物,植物一切跟电和磁以生命为载体的生物群体,都会有感应。
例如癫痫病人,神经官能症病人,鸽子,蜻蜓,蚂蚁,笨狗,猪,鸡鸭,鱼在地震前四五跃出水面,,地下水的定水位起伏不定,温度不一,味感不一,甜变苦,苦变甜,天空中的云在地震六七天的云早晨与傍晚颜色呈顶红中微紫不暗黑。
预防地震最好的办法是群防群治,地震多发生在春秋二季,大地震发生前,小地震发生频率高,这时候要加一万倍小心,细心观察对地震敏感的动物,地震发生时间多在凌晨或傍晚,月球对地球起潮力最近点,也就是震中最接近月球的地方。
汶川地震一点前兆也没有吗?汶川地震有前兆吗?
这种自然界发生的与地震孕育和发生相关联的现象称之为地震前兆现象。
现代地震科学的深入研究表明,地震之前确实存在多种多样的前兆现象。
自1966年邢台地震以来,我国已在100多次中强以上地震前记录到2000多条前兆现象。
由于地震的孕育和发生是很复杂的自然现象,因此在这个过程中将会出现地球物理学、地质学、大地测量学、地球化学乃至生物学、气象学等多学科领域中的各种前兆现象,即地震前兆具有丰富,多样和综合的特点。
常见的地震前兆现象有: 1地震活动异常; 2地震波速度异常变化; 3地壳变形; 4地应力场异常变化; 5重力场异常变化; 6地下水物理性质异常变化; 7地下水中氡气含量或其他化学成分的异常变化; 8地电场及地球介质电阻率异常变化; 9地磁场异常变化; 10动植物异常; 11地声; 12地光等。
这些前兆现象有的很明显,人们可以通过感官觉察到;有的则很微弱,只能通过精密仪器测量出。
通常人们根据感官所能觉察的情况把这些前兆现象分为宏观前兆和微观前兆两大类。
宏观前兆虽然易于观察,但是不容易定量描述,如动物异常等;而微观前兆,需要使用复杂的仪器,不易观测,但是易于定量描述,易于找到与地震活动的关联。
鉴于微观前兆和宏观前兆的各自优缺点,因而直到目前地震前兆的捕捉仍然有很长的一段路要走。
如汶川地震就是由于种种主客观原因,在震前并没有捕捉到有效的前兆。