洞察號著陸器已經在火星上收集了 1000 天的資料，努力讓我們更好地瞭解這顆行星的內部。它位於Elysium Planitia，火星上第二大火山區。一篇新發表的基於著陸器地震資料的論文展示了地下的一些意想不到的東西：夾在熔岩流層之間的一層沉積物。
但鼴鼠並不是洞察號的唯一儀器。它的另一個主要科學儀器被稱為內部結構地震實驗(SEIS)。SEIS 執行良好，已經提供了一些可靠的科學。這篇新論文基於來自 SEIS 的地震資料。
InSight Lander 的地震儀位於其防護風和隔熱罩下方。
這篇新論文的標題是“來自環境振動反演的洞察號著陸點火星的淺層結構”。它發表在《自然通訊》雜誌上，作者是一個國際科學家團隊。
該團隊使用來自 InSight 的 SEIS 著陸器的地震資料分析了Elysium Planitia深達 200 米的地下結構。在著陸器的正下方，他們發現了構成風化層的三米厚的沙質材料層。在它下面，有一層 15 米高的物質，被描述為粗糙的岩石噴射物。這種物質是隕石撞擊的碎片，在落回火星之前被拋向空中。
然後就變得有趣了。
在噴射物層下方，洞察號發現了一個 150 米的區域，由凝固的熔岩製成的層狀玄武岩材料。該層符合預期。但這塊玄武岩之間卻有些出乎意料。在 30 到 75 米之間，有一個“地震低速帶”，研究小組將其解釋為一層密度較低的沉積物質。
論文中的這張圖顯示了洞察號著陸器下的近地表區域。左邊和中間的面板顯示了不同的模型預測的內容。參考模型 1 和 2 是著陸前模型。ML 和 MAP 代表最大似然和最大後驗模型，灰線是所有模型的集合。右邊是作者對地震資料的解釋。有關更多詳細資訊，請參閱研究。圖片來源：Hobiger 等人 2021。
InSight 在探測火星更深的行星結構方面取得了進展，並研究了 10 到 20 米深的淺層地下。但它之前沒有研究過最初的幾十或幾百米。這些資料有助於建立近地表區域的詳細模型，這將有助於解釋 Elysium Planitia 的形成。
InSight 的任務集中在火星的地下，因此它降落在 Elysium Planitia，那裡相對平坦且毫無特色。將航天器降落在火星上並不容易，這使得它成為一個更安全的著陸點。儘管如此，著陸器仍靠近兩個地區的邊界：古老的南部佈滿隕石坑的高地和低矮的年輕、平坦的北部平原。
火星較年輕的北部平原與其古老的南部高地之間有著明顯的區別。這種區別被稱為火星二分法，它是地球上經久不衰的謎團之一。這兩種地理型別之間的區域也相當複雜，科學家們希望洞察力可以幫助更深入地瞭解那裡發生的事情。三個相互競爭的假設解釋了火星二分法：單一撞擊假設、多重撞擊假設和板塊構造假設。
InSight Lander 位於 Elysium Planitia，位於較年輕的北部低地和較舊的南部高地之間的邊界地區。
透過研究近地表區域，洞察號應該幫助科學家，瞭解地層和火山作用以及過渡帶中的沉積作用，老區和新區之間。
研究人員想確定淺層熔岩流的年代，為此，他們轉向了火山口計數。在基本層面上，隕石坑越多，表面積越大。隕石坑較少的區域一定更年輕。科學家們利用這一基本事實來確定岩石的年代。此外，當隕石坑更深時，科學家可以對更深的岩石進行年代測定，而對於較淺的隕石坑，情況正好相反。
該團隊能夠確定夾在沉積層中間的一對凝固熔岩流的年代。他們發現，當火星處於亞馬遜時期時，較淺的熔岩層大約有 17 億年的歷史。更深的一層大約有 36 億年的歷史，從火星的 Hesperian 時期開始，當時地球正在經歷廣泛的火山活動。作者認為沉積層要麼位於玄武岩層之間，要麼嵌入在更深、更古老的層中。
藝術家印象：洞察號著陸器位於 Homestead Hollow，一個小型撞擊坑。本研究中使用的地震儀 SEIS 是著陸器前方地面上的淺色半球。它下面的地面由沉積物和玄武岩交替層頂部的沙質風化層組成。
這項研究是科學家們第一次將火星的近地表區域與主要基於遠端資料的模型進行比較。InSight 資料顯示存在額外的分層和更多多孔的岩石。
該論文的作者之一是科隆大學地質與礦物學研究所的 Knapmeyer-Endrun 博士。在一份新聞稿中，她說：雖然結果有助於更好地瞭解 Elysium Planitia 的地質過程，但與著陸前模型的比較對於未來的著陸任務也很有價值，因為它可以幫助完善預測。更好地瞭解流動站的承載條件和行駛條件將有助於規劃。它還可能有助於定位地下水冰。
火星上的地震研究與地球上的不同。科學家可以透過將地震訊號傳送到地面並讀取它們如何反射回感測器來探測地球上的結構。但在火星上，SEIS 儀器讀取環境振動。這些環境振動來自風和行星表面之間的相互作用。但是稀薄的大氣層、較低的太陽輻射以及缺乏海洋使環境振動比地球上的要弱得多。
洞察號著陸器自 2018 年 11 月 26 日以來一直在火星上。其任務長度設定為 709 溶膠，但已達到 1070 溶膠。著陸器是太陽能供電的，因此可以想象它可以持續更長時間。InSight 代表使用地震調查、大地測量和熱傳輸的內部探索。這是 NASA 和歐洲航天機構之間的聯合任務。