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2020-06-29登陸火星的第一年，洞察號找到了什麼？
607 期
Author 作者
黃子權∕一個從小不知道怎麼回事超愛石頭的傢伙，生活在岩礦堆裡的大學生。
洞察號上火星啦！
2018 年11 月26 日，美國航太總署（NASA）的洞察號（InSight）登陸器，在火星埃律西昂平原（Elysium Planitia）平安著陸了。作為首個專注在研究火星內部結構的登陸器，洞察號上可說是裝備齊全、應有盡有。
由於早期相關的研究只能依靠繞行火星的探測器所取得的資料，因此手段、解析度皆有限制，最常見的就是重力與磁場的探測，但僅依靠這些資料實在很難推斷出火星內部的結構。根據重力資料與一些位於火星地表上的探測器所進行的岩石分析，可以推測出火星內部存在著一個密度較高的核心，但這個核心是固體？還是和地球類似的液、固態皆有的結構呢？或是有其他可能？
1970 年代中期，維京計畫（Viking program）曾嘗試在火星上投放地震儀，但由於火星上複雜的大氣流動與許多意外的「噪音」來源，相關的研究一直不是很順暢，直到洞察號出馬才終於成功。
今（2020）年2 月底，來自洞察號的初始研究已經在Nature出版，現在就一起來看看，洞察號在這一年內究竟發現了什麼有趣的東西吧！
從地震找端倪的SEIS
洞察號上載有許多精密的儀器，其中最重要的莫過於由法國與德國科研團隊製作的內部結構實驗地震儀（Seismic Experiment for Interior Structures, SEIS）。此儀器由兩種不同設計的地震儀各三具，共六具地震儀組成。洞察號著陸後的六週內，登陸器上的各個設備便馬不停蹄的開始準備「卸貨」，最後在登陸後整整十週才將整套實驗儀器放置到火星地表上。那麼，這組地震儀呈現出哪些關於火星內部的訊息呢？
截至去（2019）年9月30日，洞察號總共記錄了174件地震訊號，大致上可以分為高頻與低頻兩大類。當中高頻地震次數最多，總共150起，剩下的24件地震訊號則是屬於低頻地震。雖然大多數的地震很小（地震規模都小於4.0），產生的能量不足以穿透到火星深處，但光是靠這些小地震，科學家仍然能夠分析出關於火星的資訊。
首先是低頻地震。一般來說，頻率低的波動可以傳遞較遠，地震波也不例外。在洞察號所觀測到的24起低頻地震中，有11起地震因為訊噪比太低而無法進行分析。但是利用剩下的13起地震，科學家仍可以回推出適用於火星上的P波與S波的走時曲線圖（travel time curve），並且推算出各起地震距離洞察號有多遠。而明確的P波與S波訊號只有出現在兩起地震（S0235b 與S0173a），透過回推這兩次地震波傳遞的方向，再加上P波與S波的走時差，科學家能大概定位出兩起地震的震央位於科柏洛斯槽溝（Cerberus Fossae，圖一），這是一個向來被懷疑仍然有地質活動的地區。
圖一：由搭載在火星偵察軌道衛星（Mars Reconissance Orbiter, MRO）上的高解析度照相機所拍攝的一小段科柏洛斯槽溝，可以看到在該處經常見到的一系列的槽溝。科學家推測槽溝與過去的岩漿活動有關。（NASA/JPL/University of Arizona）
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