火星内部藏着400摄氏度的神秘谜题
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火星温暖南部内部的艺术概念图。
图片来源：美国国家航空航天局西奥菲勒斯布里特格里斯沃尔德
科学家们发现火星内部存在巨大的隐藏热失衡现象，其南部内部温度比北部高数百摄氏度，且可能处于部分熔融状态。
科学家发现火星内部存在显著的温度差异，其南部地幔区域明显比北部更热。
重力测量表明，火星南半球下方的内部温度比北半球高约200至400摄氏度，且处于部分熔融状态。
这一意外发现为这颗红色行星的地质历史以及火星可能具备支持生命存在条件的时期提供了新线索。
这项研究由加州理工学院校友亚历山大伯恩（2026年博士毕业）牵头，他目前是亚利桑那大学的博士后研究员。
研究结果发表于8月27日的《自然》杂志。
引力揭示火星内部奥秘
在加州理工学院攻读研究生期间，伯恩建立了一个利用重力微小变化来推断行星内部隐藏结构的模型。
他和他的合作者后来将这一方法应用于火星。
研究人员分析了来自火星全球勘测者号火星奥德赛号和火星勘测轨道飞行器这三个任务数十年的观测数据。
他们追踪了航天器速度的极其微小的变化，并利用这些测量结果重建了火星的引力场。
由于火星绕日轨道略呈椭圆形，且自转轴存在倾斜，太阳对火星的引力会随季节变化。
一种名为潮汐层析成像的方法可以研究这些引力效应随时间的变化情况。
通过这些测量结果，进而能够构建火星内部结构的模型。
伯恩说：科学家通常认为行星天体的内部结构大致呈球对称分布，但实际未必如此。
随着我们获取更多的引力数据，就能确定行星内部结构的三维复杂特征。
这些推断反过来为我们设计未来的探测任务和对这些天体的科学探索提供了蓝图。
了解行星天体的内部结构有助于我们弄清楚塑造其形成与演化的过程。
火星表面和地下并不平整
长期以来，科学家们一直知道火星的南北外观差异很大。
它的南半球以高地、山脉和布满陨石坑的地貌为主，而北半球大部分地区则是地势较低且平坦的平原。
新结果表明，这种显著的差异一直延伸到地表深处。
火星内部也存在热不对称性——南半球比北半球温度高出数百摄氏度。
这一发现可能有助于科学家解释在火星上的其他几处异常观测结果。
隐藏的热量或许能解开火星之谜
南半球富含铁的矿物质具有不同寻常的磁信号。
南半球地幔中的一个主要热异常现象可能表明，火星曾经有过足够强大的磁场，能够在该行星的北半球和南半球之间产生磁性差异。
这些发现或许还能帮助解释美国国家航空航天局（NASA）洞察号任务的结果。
洞察号此前发现，地震波在南半球损失能量的速度更快。
内部温度较高可能是造成这种现象的原因，因为温度会影响地震能量在行星物质中的传播方式。
我们所看到的火星南北差异很有必要了解，因为这可以让我们知晓可能影响火星水文状况的过程，包括那些可能曾蓄水的盆地的形成过程，加州理工学院博士后学者、该论文的合著者阿米尔侯赛因巴盖里（AmirhosseinBagheri）表示。
巴盖里也是洞察号任务团队的前成员。
因此，了解这种南北差异不仅能为研究火星内部结构提供线索，还能揭示水曾经是如何在这颗行星上流动的，以及水可能汇聚的地点。
是什么让火星南半球如此炎热？
科学家们尚未知道是什么导致了热异常。
目前仍在考虑几种可能的解释。
一种解释是一次巨大撞击从火星北部释放出热量。
另一种可能性是过去火星南半球地幔中曾发生过自然对流。
厚实的地质结构也可能阻碍了热量的有效散发，使多余的热量得以保留在地表之下。
确定哪个过程对此负责，有助于研究人员重构火星地质演化中的重大事件。
除了伯恩和巴盖里，共同作者还有布朗大学的尼古拉斯瓦格纳和哈丽特刘、亚利桑那大学的松山勇和安吉拉马鲁西亚克、美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的桑德古森斯、中国台湾中央研究院天文及天文物理研究所的郑嘉伟、意大利罗马大学的安东尼奥热诺瓦、荷兰代尔夫特理工大学的马克罗维拉纳瓦罗、加州大学洛杉矶分校的秦川、得克萨斯大学奥斯汀分校的道格拉斯海明威、科罗拉多大学博尔德分校的钟世杰，以及加州大学圣克鲁兹分校的弗朗西斯尼莫。
资金由美国国家航空航天局提供。
