火星自转加速的原因找到了

　　美国太空总署（NASA）的“洞察号”（InSight）火星探测器在探测这颗红色星球地表的地震活动时，有了一项不寻常的发现。

　　科学家在钻研了该探测器数年来传回的数据，并与NASA 1970年代“海盗号”（Viking，又译“维京号”）着陆器所测得的数据进行对比后，发现火星的自转速度正在逐年微幅加快，使得火星的一天缩短了几分之一毫秒。

　　现在，根据2月18日发表于《地球物理研究期刊：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）的一项详细研究，来自荷兰台夫特理工大学（Delft University）的科学家团队表示，他们已经针对这种加速现象提出了一种解释。

　　他们指出，在火星地表深处存在一个“负质量异常”（negative mass anomaly）——即一团巨大的密度显著低于周围物质的“炽热浮力地幔物质柱”（hot buoyant mantle material），科学家将其称为地幔羽流，其运动可能正在驱动着这颗红色星球的自转。

　　“火星地表非常古老，展现出诸多复杂却尚未被充分理解的过程，我认为透过结合内部与地表的研究，我们可以开始解开这些谜团”，研究第一作者、台夫特理工大学行星探索助理教授巴特‧鲁特（Bart Root）告诉《Live Science》网络杂志，“理解火星将有助于理解我们的太阳系，因为它的历史就展现在那片红色的土壤上。”

　　这可能解释火星为何有巨大的火山区域

　　鲁特及其同事试图解释为何火星的一侧被一片广袤的火山活动区域所覆盖，该区域被称为“塔尔西斯火山带”（Tharsis volcanic province）。这片高原位于火星西半球的赤道附近，拥有整个太阳系中最大的火山——虽然这些火山已长期休眠。

　　研究人员一直在分析“洞察号”的数据，以研究这些火山并试图厘清它们是如何形成的。根据他们的电脑模拟结果，塔尔西斯地区下方可能埋藏着一股异常轻盈（具浮力会向上升）的物质羽流，随着时间推移，这些上升的低密度物质在地幔中漂浮，会穿透地壳形成新的火山。

　　鲁特表示：“这种负密度（即密度低于周围物质）或轻质量物质异常区会向上移动，并撞击火星的岩石圈，形成熔融囊，这些熔融囊有可能穿透地壳并以火山形式喷发。”火星岩石圈是一层厚约310英里（约500公里）的坚硬物质层。

　　而火星的自转因此加快

　　研究人员还指出，这种运动可能与火星自转速度随时间推移略微加快的现象有关。

　　简而言之，如果密度较低的物质被推向行星赤道附近，并被密度较高的物质取代，该行星的自转速度就会加快，这就像花式滑冰选手在旋转时收拢双臂，能使得旋转速度加速一样。

　　“负密度的向上物质流动意味着必须有更重的物质向下移动，而由于这种质量异常现象位于火星赤道，这表示较重的物质正向自转轴靠近，从而导致自转加速。”鲁特向《Live Science》解释道。

　火星结构示意图。(Shutterstock)