科学家们在沙漠制造了一次地震，他们到底想干什么？

本文作者 Adam，翻译：周书宇。

这周，在内华达州Pahrump附近的静谧沙漠中，研究人员进行了一场人为地震。地面震动剧烈，在空中并不那么明显，但NASA的科学家们通过漂浮在地震带上空的气球监测到了振动。如果这项技术可以应用到金星上，它可能会最先探测到那里的地震，这可以提供关于我们的姐妹星球内部重要线索，以及为什么它的变化与地球的不同。

加州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室（JPL）实验队成员Siddharth Krishnamoorthy说到“我们从没在金星上直接进行过地震测量，对于这个星球需要破解的很多谜团，气球可以为其提供支持。”

对于12月19日的测试，美国能源部的研究人员们在地下大约300米处进行了一次50吨级别的化学爆炸，产生3到4级的震动，部分是为了验证该机构探测地下核爆炸的能力。但是研究人员也在实验地面上空放置了两个氦气球，一个是系留气球一个是自由飘飞的气球，每个都在地面上空几百米处。气球搭载了气压计以测量大气压力的变化并进行地震次声波（人类听觉的阈值以下的低频声学振动）波检测。

在未来的一天会有类似的实验装置在金星的大气层中飘浮。在金星表面，条件恶劣：温度高到足以熔化铅，压力大到可以压碎潜水艇。任何着陆器都很难存活足够长的时间以检测星球的震动。但是在星球地表以上50公里处，温度和压力都非常适合持久驻空的气球（除了温室大气中的一点硫酸，96％都是二氧化碳）。

1985年前苏联与法国合作的VEGA计划中的两个气球：Vega1和Vega2。这项探测计划由两国的航天局，即前苏联IKI与法国CNES合作开展，通过航天器将气球带入进行大气后，气球自行充气展开并在金星大气中随气流飘飞，其间收集探测数据。VEGA气球外形为正球形，直径3.54米，自重12.5kg，携带氦气2kg，材料为聚四氟乙烯基底上包覆聚四氟乙烯薄膜。气球飞行高度53km，充气展开后球体内外压差约2kPa。本次探测任务中，VEGA气球飞行时长约两天，飞行距离约9000km。最终气球在进入金星的白天区域后升温爆裂，任务结束。

VEGA1和VEGA2探测金星的模拟图

博物馆中的VEGA气球模型

VEGA计划将基于浮空器的行星探测活动推向了一个高峰，但是和许多其他空间探测任务一样，也仅是昙花一现，其后三十年时间里，由于种种原因，人类并没能再将浮空器送离地球。但是人类行星探测的热度并未降低，比如包括美国在内的多个国家就正在进行火星探测气球的研究，近年来关于行星气球、飞艇甚至“潜艇”的报道也层出不穷。相信不久的将来，人类就能再次返回地外行星大气中遨游，让我们拭目以待吧。

气球可以检测到高地之类的震动，由于金星的大气层比地球的要大得多：波动会更好地从地面传播到空中且更容易传播。根据初步的计算，该团队认为它可以检测到该高度的2级静脉地震。 这个目标是由去年最初的沙漠测试实验推算出的—从1.5米的高度将13吨的重量释放到沙漠地面上—实验证明，仪器可以从震动中获取次声波并推断地震的方向。

Krishnamoorthy说他和他的同事现在正试图在本周探测更远距离的更强的震源，以更好地从环境噪声中提取出地震的特征。 实验队计划接下来在俄克拉荷马州上空放置气球，这里近年来发生了数千次地震，频繁的地震由石油和天然气活动引发。 这可以让实验队研究人员探测到更深层的震动。

Tucson亚利桑那大学的行星科学家Ralph Lorenz说：“但是要转化成金星上的实验可能有些困难”。 测试地震的时间和特征对于实验者来说都是已知的，并且，在风力是超音速级别的金星上分离信号与背景噪声可能会是一个挑战。 金星上的地震可能是安静的，这造成的一个重要负面结果就是迫使研究人员重新评估他们的行星内部模型。

但许多科学家认为金星的热量很有可能是以震动地表的方式在逐渐地散失。 如今星球表面上的磨损痕迹指向可能引起地震的拉伸和压力，尽管许多科学家认为这个星球已经很长时间没有板块运动，也可以解释为什么这个星球会因温室效应而终结。 在地球上，板块运动是造成大多数地震的原因，这还有助于将碳埋在地幔深处，缓冲地球的全球变暖。

Raleigh北卡罗莱纳州立大学的地质学家Paul Byrne表示：“这使得金星成为我们的姐妹，而不是我们的双胞胎”。 他说：“板块运动的估量将为金星的内部结构和过去的历史提供线索，或许可以解释为什么金星缺少像地球一样的磁场或者为什么金星上的水消失了。了解为什么金星走上了与地球不同的道路，这也有助于理解现在在其他恒星周围会发现过剩的岩石系外行星。” Byrne指出，外星的天文学家会从遥远的地方观察我们的太阳系，很难说是地球还是金星能够支撑生命存在。

---