为什么火星在南北有“两张脸”？这个困扰科学界半个世纪的谜题取得了新的进展。中国科学院地质与地球物理研究所研究员孙伟家与澳大利亚国立大学教授Hrvoje Tkalcic首次发现了火星南北半球内部结构的显著差异，为解决这个谜题提供了关键证据。近日，《地球物理研究通讯》发表了相关研究成果。

早在20世纪70年代，科学家们就发现火星在南北之间有明显的差异：“水手9”和“维京”探测器传回的图像显示，火星的南部是高地，北部是低地。随后的探测发现，火星的地壳厚度、陨石坑密度和磁场强度也存在南北差异。科学界对这一“双面”结构的原因一直存在争议。有些人认为这是由一颗或多颗巨大的陨石撞击引起的，而另一些人则认为这是由火星内部运动引起的。

该团队创新地利用各种技术来分析“洞察号”探测器获得的火星震数据。他们不仅是第一次在火星南半球Terra Cimmeria区精确定位了一组六颗火星地震。通过比较南北半球星震的特点，发现火星南北半球的内部结构存在显著差异：南半球地幔温度较高，粘度较低，导致地幔对流较强。这一发现为火星帘对流等内部过程形成南北二分结构的假设提供了强有力的支持。

研究小组还从其他角度质疑陨石撞击假说。通过对火星岩石特征的研究，发现火星自44.8亿年以来没有发生过大型陨石撞击事件。假如当时确实发生了巨大的冲击，理论上应该在北半球留下特殊的磁场痕迹，但这与实际观测到的磁场数据不一致。

虽然这项研究为了解火星的“双面”结构提供了新的线索，但研究小组指出，这些发现在未来仍需要更多的火星探测任务来验证。他们建议可以对地球克拉通地幔和火星进行比较研究，因为它们在形成年龄和物理特征方面相当相似，这不仅有助于理解火星的地质历史，而且为地球早期历史的研究提供了新的视角。

相关论文信息：

https://doi.orgGL110921/10.1029/2024。