美国宇航局“洞察号”火星着陆器上的地震仪记录了迄今为止最大的两次火星地震，分别为4.2级和4.1级。它们是着陆器首次远距离记录到的火星地震事件，其强度是之前记录的最大地震的5倍。

近日，“洞察号”火星地震服务中心研究人员在《地震记录》中报告称，两次事件的地震波数据可以帮助研究人员更多地了解火星内部，特别是核—地幔边界。

英国布里斯托大学的Anna Horleston及同事能够识别4.2级地震（称为S0976a）中反射的PP波和SS波，并确定其起源于马里纳河谷。它具有火星最显著的地质特征之一，也是太阳系中最大的地堑系统之一。早期横切断层和滑坡的轨道图像表明，该地区可能处于地震活动状态，这一新事件则是该地区首次确认的地震活动。

4.1级地震（称为S1000a）于24天后被记录，其特征是反射PP波、SS波以及Pdiff波。Pdiff波即穿过核—地幔边界的小振幅波。这是“洞察号”首次发现Pdiff波。研究人员尚无法确定S1000a的位置，但与S0976a一样，它起源于火星的远端。这次地震能量是火星上有记录以来最长的，持续了94分钟。

两次火星地震都发生在地核阴影区。在这个区域，P波和S波不能直接传至“洞察号”的地震仪，因为它们被地核阻挡或弯曲了。PP波和SS波不是沿着直达路径，而是在到地震仪之前至少在地表反射一次。

来自瑞士苏黎世联邦理工学院的合著者Savas Ceylan说：“记录地核阴影区内的地震活动是我们了解火星的一块踏板。在这两次事件之前，大部分地震活动在‘洞察号’约40度范围内。由于处于地核阴影区，能量穿过火星的部分区域，这是我们以前从未获得过的地震样本。”

两次火星地震受关注之处有所不同。S0976a只有低频能量，就像迄今为止在地球上发现的许多地震一样，而S1000a的频谱非常宽。Horleston说：“S1000a是明显的异常值，将是我们进一步了解火星地震学的关键。”

S0976a的震源可能比S1000a深得多。研究人员表示，S1000a可能发生在地表附近，S0976a深度大约为50公里或更多。

与“洞察号”记录的其他地震相比，Horleston说：“它们在火星地震记录中十分引人注目。尤其S1000a不仅是规模最大、距离最远的地震事件，而且其频谱和持续时间与之前观测到的任何其他事件都不一样”。

相关论文信息：https://doi.org/10.1785/0320220007