新类型的火星揭示了每日的陨石撞击

由苏黎世联邦理工学院和伦敦帝国理工学院共同领导的国际研究小组利用数据首次估算了全球陨石撞击火星的概率。他们的研究结果表明，每年有280到360颗陨石撞击火星，形成直径超过8米(约26英尺)的撞击坑。苏黎世联邦理工学院的GéraldineZenhäusern是这项研究的共同负责人，她评论道：“这个概率比仅从轨道图像估算的数字高出约五倍。与轨道图像一致，我们的研究结果表明学是测量撞击率的绝佳工具。”

“鸣叫”预示着新一类的发生

研究人员利用美国宇航局洞察号火星任务期间部署的仪数据发现，在火星站附近记录到的6次事件此前已被认定为陨石撞击(Garcia等人，2023年)——这一过程通过记录陨石进入火星大气层时产生的特定声学大气信号实现。现在，苏黎世联邦理工学院的Zenhäusern、联合负责人、伦敦帝国理工学院的NataliaWójcicka和研究小组发现，这6次事件属于一个更大的火星群，即所谓的甚高频(VF)事件。这些的震源过程比类似规模的构造火星快得多。由于碰撞的速度超快，火星上正常的3级需要几秒钟，而同样规模的撞击产生的仅需0.2秒或更短时间。通过分析火星震光谱，又发现了80起火星震，目前认为这些震是由流星体撞击引起的。

他们的研究任务始于2021年12月，也就是太阳能电池板上积聚的灰尘导致InSight任务终止的前一年，当时仪记录到一次远距离大，在整个星球上回荡着宽带信号。遥感将与一个150米宽的陨石坑联系起来。为了证实这一点，InSight团队与火星勘测轨道器(MRO)背景相机(CTX)合作，寻找其他与InSight探测到的事件的时间和位置相匹配的新陨石坑。团队的侦查工作得到了回报，他们很幸运地发现了第二个直径超过100米(320英尺)的新陨石坑。然而，当篮球大小的流星体撞击地球时形成的较小的陨石坑仍然难以捉摸，这种陨石坑应该更为常见。现在，陨石撞击的次数是根据这些特殊的高频的发生情况重新估计出来的。

根据数据计算首次陨石撞击率

每年约有17,000颗陨石坠落地球，但除非它们划过夜空，否则很少被注意到。大多数流星在进入地球大气层时会解体，但火星的大气层要薄100倍，因此其表面更容易受到更大、更频繁的陨石撞击。

到目前为止，行星科学家一直依赖于轨道图像和从保存完好的月球陨石撞击坑推断出的模型，但将这些估计值外推到火星却具有挑战性。科学家必须考虑到火星更强的引力和它与小行星带的距离，这两者都意味着更多的陨石撞击这颗红色星球。另一方面，定期的沙尘暴会形成陨石坑，这些陨石坑的保存状况远不如月球上的陨石坑，因此，轨道图像不容易探测到。当陨石撞击火星时，撞击产生的波会穿过地壳和地幔，可以被仪拾取，这为测量火星撞击率提供了一种全新的方法。

Wójcicka解释道：“我们根据所有VF火星震的震级及其距离估算了陨石坑的直径，然后用它来计算一年内InSight着陆器周围形成了多少个陨石坑。然后我们根据这些数据推断出每年在整个火星表面发生的撞击次数。”

Zenhäusern补充道：“虽然新陨石坑在平坦、尘土飞扬的地形上最显眼，但这种地形覆盖的火星表面不到一半。然而，灵敏的InSight仪可以听到着陆器范围内的每一次撞击。”

洞察火星年龄和未来任务

就像我们脸上的线条和皱纹一样，陨石撞击产生的陨石坑的大小和密度可以揭示行星体不同区域年龄的线索。陨石坑越少，行星区域就越年轻。例如，金星几乎没有可见的陨石坑，因为它受到厚厚的大气层保护，其表面不断受到火山活动的侵蚀，而古老的水星和月球表面则布满了陨石坑。火星介于两者之间，可以通过陨石坑的数量来区分一些古老和一些年轻的区域。

新数据显示，火星表面几乎每天都会出现一个直径8米(26英尺)的陨石坑，而直径30米(98英尺)的陨石坑则大约每月会出现一次。由于超高速撞击产生的爆炸区直径很容易比陨石坑大100倍，因此了解撞击的确切次数对于机器人的安全以及未来人类对火星的探测任务的安全都很重要。

“这是第一篇通过数据确定陨石撞击火星表面频率的论文，这也是火星洞察号任务的一级任务目标，”苏黎世联邦理工学院学和地球动力学教授、美国宇航局火星洞察号任务联合首席研究员DomenicoGiardini说道。“这些数据将影响未来火星任务的规划。”

Zenhäusern和Wójcicka表示，这项研究的下一步进展包括使用机器学习技术，帮助研究人员在卫星图像中识别更多陨石坑，并在数据中识别事件。

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