2018年11月26日，美國宇航局的“利用地震調查、大地測量學和熱傳輸進行內部探測”（InSight）任務降落在火星上。這是火星探索的一個重要里程碑，因為這是第一次在火星表面部署研究站來探測火星內部。“洞察號”將使用的最重要的儀器之一是德國航空航天中心（DLR）開發的熱流和物理特性包（HP3）。這臺儀器也被稱為“火星鼴鼠”，它在四年的時間里測量了火星深處的熱流。

HP3的設計目的是深入火星表面5米（約16.5英尺），以探測火星內部更深處的熱量。不幸的是，鼴鼠掙扎著挖洞，最終到了地表以下，這讓科學家們感到驚訝。盡管如此，鼴鼠號還是收集了大量關于地表下每日和季節波動的數據。德國航空航天中心（DLR）的一個研究小組對這些數據進行了分析，得出了火星土壤為何如此“堅硬”的新見解。根據他們的發現，火星表面頂部40厘米（~16英寸）的溫度導致鹽膜的形成，使土壤變硬。

這項分析是由科隆DLR空間操作和宇航員培訓機構的微重力用戶支持中心（MUSC）的一個團隊進行的，該中心負責監督HP3實驗。它從火星內部獲得的熱量數據對于了解火星的地質演化和解決有關其核心區的理論是不可或缺的。目前，科學家們懷疑火星上的地質活動在第三紀晚期（約30億年前）基本上停止了，盡管有證據表明熔巖今天仍在那里流動。

這可能是由于火星的內部冷卻速度更快，因為它的質量和壓力都更低。科學家們推測，這導致火星的外核凝固，而內核變成液體 —— 盡管這仍然是一個懸而未決的問題。通過比較洞察號獲得的地下溫度和地表溫度，DLR團隊可以測量地殼中的熱傳輸率（熱擴散率）和熱導率。由此，可以首次估計火星土壤的密度。

研究小組確定，最上面30厘米（~12英寸）土壤的密度與玄武巖砂相當 —— 這是基于軌道飛行器數據沒有預料到的。這種物質在地球上很常見，是由富含鐵和鎂的風化火山巖形成的。在這一層之下，土壤密度與固結的沙子和較粗的玄武巖碎片相當。DLR行星研究所HP3實驗的首席研究員Tilman Spohn在DLR的新聞稿中解釋說：

“為了了解土壤的機械特性，我喜歡將其與花卉泡沫進行比較，花卉泡沫廣泛用于花卉插花。它是一種輕質、多孔的材料，當植物莖被壓進去時，就會在里面打洞。在7個火星日的過程中，我們以很短的間隔測量了熱導率和溫度波動。”“此外，我們連續測量了火星第二年的最高和最低日溫度。40厘米長的熱探針深度的平均溫度為零下56攝氏度（217.5開爾文）。這些記錄記錄了每日周期和季節變化的溫度曲線，是火星上第一次這樣的記錄。”

由于火星的硬殼土壤（又名“硬殼”）延伸到20厘米（約8英寸）的深度，鼴鼠設法穿透了40厘米（約16英寸）多一點，遠低于其5米（約16.5英尺）的目標。然而，在這個深度獲得的數據為火星上的熱傳輸提供了寶貴的見解。因此，研究小組發現，在火星的一天里，地面溫度僅波動5至7°C（9至12.5°F），這只是表面觀察到的波動的一小部分 —— 110至130°C（230至266°F）。

他們注意到季節性的溫度波動為13°C（~23.5°F），同時在火星表面附近的層中保持在水的冰點以下。這表明火星土壤是一種極好的絕緣體，大大減少了淺層深處的巨大溫差。這影響了火星土壤的各種物理特性，包括彈性、導熱性、熱容、土壤內部物質的運動以及地震波通過土壤的速度。

Tilman Spohn說：“溫度對土壤中的化學反應、與大氣中氣體分子的交換也有很大的影響，因此也對火星上可能存在的微生物的潛在生物過程有很大的影響。”“這些對火星土壤性質和強度的見解也對未來人類探索火星特別感興趣。”

然而，特別有趣的是，在冬季和春季，溫度的波動是如何使咸水在一天中形成10個小時的（當大氣中有足夠的水分時）。因此，這種鹽水的凝固是地表下硬殼層最可能的解釋。這些信息對未來探索火星的任務非常有用，并試圖探測火星表面以下，以了解更多關于這顆紅色星球的歷史。

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