火星地幔高度异质性：单板块行星的原始演化印记

来自NASA InSight任务的研究团队通过分析火星深源地震波波形畸变，首次发现火星地幔存在千米尺度异质性结构。该研究揭示火星地幔粘度高达1021.3-1021.9 Pa·s，其以位错蠕变(dislocation creep)方式变形，这些冻结的异质结构为理解单板块行星早期演化提供了关键证据。

　　

地震学证据揭示火星地幔存在惊人的非均质特征。这颗单板块行星（single-plate planet）与经历板块俯冲的地球截然不同，其地幔可能完整保存了早期演化印记。研究人员通过NASA洞察号（InSight）着陆器捕捉到的火星地震波波形，发现高频波穿越地幔时出现随距离增加的延迟现象。这种被称为波前畸变（wavefront distortion）的特征，暗示火星地幔存在微米至千米尺度的异质结构（heterogeneities）。

这些"冰冻"的异质结构被认为是火星早期剧烈撞击和混沌对流（chaotic mantle convection）的产物。研究显示火星地幔具有异常高的粘度（10^21.3-10^21.9 Pa·s），其变形主要通过位错蠕变（dislocation creep）实现，活化能维持在70-90 kJ/mol的较低水平。这种特殊的流变学特征（rheology）使得火星地幔混合效率极低，导致原始异质结构得以长期保存。

该发现为理解单板块行星的演化提供了全新视角。与经历持续板块构造（plate tectonics）的地球不同，火星这种"冻结"的地幔状态，忠实地记录了行星形成初期的动力学过程。研究结果不仅约束了火星地幔流变学参数，更揭示了行星内部演化路径的多样性。