在火星古老海洋和最大山脉下方发现隐藏结构

它们的密度导致重力异常，提醒我们它们的存在。

火星上的重力变化很大。红色区域是塔尔西斯省周围的高重力区域，周围是一个意想不到的需要解释的低重力区域。

图片来源：Root 等人 (CC BY-NC-SA)

当火星拥有大型海洋覆盖结构时沉积的沉积物，在绘制火星重力图的过程中检测到了其高密度。然而，它们的性质和原因仍然是个谜。同样的绘图过程表明，由于地球深处的力量，太阳系中最大的火山奥林匹斯山可能会变得更大。

现在有如此多的卫星在围绕火星的轨道上运行，我们可以根据它们速度的细微变化来检测这颗红色星球经过头顶时重力的局部变化。代尔夫特理工大学的巴特·鲁特博士向上周在柏林举行的欧洲行星科学大会展示了对这些运动的分析结果。

鲁特强调了北极平原上隐藏结构的识别，当火星有水时，那里的水就会被排出。

“这些致密的结构可能起源于火山，也可能是由于远古影响而形成的压实物质。我们已经发现，在北极帽周围的区域中散布着大约 20 个不同大小的特征，其中一个形状像狗，”鲁特在一份声明中说。 “表面上似乎没有它们的踪迹。然而，通过重力数据，我们可以一睹火星北半球的古老历史。”

这些神秘结构的密度远高于周围区域，差异约为每立方米 300-400 公斤（每立方英尺 19-25 磅）。这使得它们的密度比火星地壳的平均密度高出 10-13%，仅略低于地幔的密度。

鲁特提供的任何可能的解释都将改变我们看待火星的方式。例如，鲁特和同事写道：“如果这些结构被解释为撞击坑，这将表明火星北半球的地壳年龄比现在认为的更古老。 ”

Root 呈现的另一个主要特征来自塔尔西斯隆起，这是火星与极地低地形成鲜明对比的部分。在这里，巨大的山脉让地球上的任何东西都相形见绌，高耸在周围的土地上，其中包括最高的奥林匹斯山。

塔尔西斯地区周围有一个弱重力区域，呈现出一个谜题。这一定是广阔的低密度区域的结果，但火山本身却恰恰相反。 

Root 及其同事提出，在火星深处——距火星中心 1,000 多公里（621 英里）或距中心三分之一处——存在一个宽 1,600 公里（994 英里）的低密度区域。根部识别出的区域的密度仅比其周围区域的密度稍低——约每立方米 60 公斤（每立方英尺 3.7 磅）——代表比极地结构的偏差小得多，但其面积要大得多，可能为 350公里（217 英里）厚。他将此归因于巨大的熔岩羽向上上升并留下相对的空隙。如果是这样，这股羽流不仅可以创造出比地球上任何火山高两倍以上的火山，而且还会继续升高它们。

火山学家几乎不敢想象火星仍然有火山活跃，但越来越多的迹象表明这可能是真的。 

“美国宇航局洞察号任务为我们提供了有关火星坚硬外层的重要新信息。这意味着我们需要重新思考如何理解奥林匹斯蒙斯火山及其周围环境的支撑，”鲁特说。 “这表明火星内部可能仍然发生活跃的运动，影响并可能在表面形成新的火山特征。”

鲁特的演讲是利用重力恢复和内部实验室（GRAIL）任务等技术为更详细的火星重力测绘提供支持的一部分，该任务在月球南极下发现了一个巨大的结构。 

Root 演讲的摘要在这里。同一次会议上的一次演讲讨论了如何利用量子技术来改善 Root 提出的火星引力测绘。

该研究正在接受同行评审，预印本可在 Authorea.com 上获取。