这幅插图描绘了放置在火星表面的Insight着陆器。着陆器磁力仪获得的初步数据显示，这颗红色星球的磁场会在夜间以一种无法解释的方式摆动。美国航天局插图
据《国家地理》报道(作者罗宾·乔治·安德鲁斯，编译邱炎伦):夜间发生的磁脉冲是洞察号着陆器的初步探测结果之一。洞察号还发现了这颗红色星球，在地底深处可能有一个液态水水库，延伸至整个火星。
在火星的午夜，这颗红色星球的磁场有时会以一种前所未有的方式开始脉动。目前我们还不知道背后的原因。
美国宇航局向火星发送的第一个自动火星地球物理学家着陆器Insight已经带来了许多惊人的初步发现，而这只是其中之一。自2018年11月成功登陆火星以来，Insight一直在收集信息，以帮助科学家更好地了解我们邻近星球的内部结构和演化。它的工作包括测量上地壳的温度，记录地震的声音，以及测量火星磁场的强度和方向。
9月中旬，欧洲行星科学大会和美国天文学会召开联席会议。会议中的几份报告透露，初步数据显示火星的磁场非常狂野。
除了奇怪的磁脉冲，着陆器的数据还显示，火星地壳的磁场比科学家预期的要强得多。而且着陆器还在火星地下深处发现了一层非常特殊的导电层，厚度约为4公里。这个导电层可能代表了一个遍布火星的液态水水库，但现在下结论还为时过早。
地球上的地下水是一个隐藏的海洋，锁在沙子、土壤和岩石中，隐藏在地下。杨百翰大学的行星科学家Jani Radebaugh没有参与这项研究，他说，如果火星有类似的情况，“我们不应该感到惊讶”。然而，如果这些测量结果得到证实，今天火星上如此大规模的液态水也暗示着火星在过去或现在都有生命存在的潜力。
到目前为止，这些数据还没有经过同行评审，这些初步发现的细节和解释无疑会随着时间的推移而调整。尽管如此，洞察号还是给我们带来了一个神奇的火星世界。这个探测器可能会彻底改变我们对火星乃至整个星系中其他岩石恒星行星的认识。
“我们对火星磁场变化的历史有了前所未有的了解。没有参与这项研究的北卡罗来纳州立大学行星地质学家保罗·伯恩说。
两个星球的故事
因为地球有一个富含铁的液态外核，不断旋转搅动，形成了全球磁场。地壳中的特定矿物可以记录磁场的强度和方向。根据这一自然记录，我们知道地球磁场存在已久，并且在不同的地质年代发生了巨大的变化。1997年，火星环球探测者轨道器的数据让科学家们知道，火星地壳也记录了火星磁场变化的历史。
“火星也有一组类似地球的磁性矿物。罗伯特·李利斯是加州大学伯克利分校的行星物理学家，他没有参与这项研究。
火星环球探勘者号在这颗红色星球表面97到402公里处探测到了磁场，与地球距表面相同高度的探测相比，火星地壳内的磁场是地球的十倍。这意味着在很久以前，火星也有很大的全球磁场。
但与地球不同，火星并不幸运。搅动的外核似乎在大约40亿年前停止了旋转，导致全球磁场崩溃，只留下一个微弱的磁场屏障来保护自己。被称为太阳风的太阳辐射逐渐剥离了火星的古老大气，将这个可能维持生命和富含水的星球变成了寒冷的沙漠。
为什么两个星球的命运如此不同？为了找出原因，我们不得不尽可能精确地测量火星的残余磁场，但从轨道上观测残余磁场强度的分辨率很低。这就像从远处观察一大群人:如果许多人穿红色衬衫，少数人穿蓝色衬衫，那么位于远处的摄像机将主要捕捉主要量的红色；但如果让同一台相机靠近，那些极其重要的蓝色会变得更加明显。
“测量磁场也是如此，”没有参与这项研究的科罗拉多大学大气和天体物理学研究员戴夫·布莱恩说。“你越靠近，就越能看清构图。」
午夜之谜
Insight的磁力计是第一个放置在火星表面的磁力计，它让科学家们对火星地壳的磁场有了迄今为止最深入的了解。然而，测量结果有些出人意料:与之前基于轨道测量的预测相比，Insight附近的磁场强了约20倍。
对“洞察”号的数据相当熟悉的布莱恩表示，这种强大而稳定的磁信号来自“洞察”号所在位置附近的岩石，但目前还不清楚这些岩石是在地下深处还是更接近地表。布莱恩表示，确定位置很重要，因为如果磁信号来自地表附近更年轻的岩石，这意味着强磁场环绕火星的时间比我们目前认为的更长。
奇怪的是，Insight还发现其所在位置附近的地壳磁场会时不时地摆动。加州大学伯克利分校的物理学家Matthew Fillingim也是Insight科学团队的成员，他解释说，这种摆动是一种磁脉冲。
这些磁脉冲是磁场强度或方向的波动，这并不罕见。而在地球和火星上，因为高层大气的扰动，太阳风的作用，行星磁泡的扭曲，经常会出现这种现象。
奇怪的是，火星的磁脉冲发生在午夜，仿佛有一个看不见的夜计时器。
Insight降落在火星赤道附近，但在地球上相同的地理位置，这种类型的磁脉冲不会在夜间发生。地球夜间的磁脉冲经常发生在高纬度地区，并带来明亮的南北极光。目前，火星上的磁脉冲没有确切的原因，但科学家们至少有一个猜测。
虽然火星不再有强大的全球磁场，但太阳风会与火星稀薄的大气相互作用，在火星周围产生微弱的磁泡。这个气泡受到太阳风磁场的挤压，导致气泡的一部分呈现出类似尾巴的形状。午夜时分，Insight在火星上的位置正好与这条尾巴对齐。当它经过时，会像吉他弦一样搅动地球表面的磁场。
如果像美国宇航局的火星大气和挥发演化(MAVEN)轨道飞行器这样的高空航天器能够在这个时间点通过洞察号的正上方，它可能会证明这一假设。然而，它仍然是一个未解之谜。
引起注意
在一次关于火星磁场的讲座中，科学家还提到，磁信号的特征表明，火星表面以下的某个地方似乎有一个导电层。虽然研究小组无法确认准确的深度，但他们认为不会超过100公里。
布莱恩解释说，在地球的沙漠中进行的测试显示了磁力计如何告诉我们地下深处是否有水。同样，洞察号磁力计显示，发现的导电层可能是含有溶解固体的含水层，或者是冰和水层，其范围可能延伸到整个地球。
目前还不清楚湖泊、河流甚至海洋等地表水体在火星历史上存在了多久。但是有一些证据表明今天的火星表面下有一个咸水水库。拉德还说，火星的地壳越深，温度就会越高。既然有强有力的证据表明火星表面存在广泛的冰，那么存在液态水的地下含水层也应该是相当合理的。
但布莱恩说，魔鬼藏在细节里，所有其他可能导致这种磁脉冲的因素都得排除。着陆器Insight有一个钻头，但它只能挖到地面以下约5米的深度，因此科学家可能不得不使用其他方法——也许是未来的火星任务——来测试这一地下水层的推断。
布莱恩补充道，无论火星含水层存在的理论是被证实还是被推翻，包括磁场数据在内的Insight的测量结果无疑具有巨大的价值。虽然我们派出的机器特使只是驻扎在极乐世界(Elysium Planitia)的一个固定点，但它一定会挖掘出各种深埋在火星的惊人之物。
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