火星深處藏巨大岩漿系統！牛津研究顛覆「板塊運動」必要論

2026年6月26日發表於《自然·天文學》（Nature Astronomy）的一項研究，徹底改寫了人們對火星地質歷史的認識。這篇名為〈地震證據顯示火星下地殼熔體虧損與穿地殼岩漿作用〉（"Seismic evidence for a melt-depleted lower crust and transcrustal magmatism on Mars"）的論文指出，紅色星球內部曾存在巨大、與地球相似的岩漿系統——儘管它長期以來被認為缺乏產生此類地質複雜性所必需的板塊運動 。

研究人員在24公里深處發現了什麼？

利用美國航太總署（NASA）洞察號（InSight）任務的地震數據，牛津大學的研究人員分析了火星地表下約24公里深處的一個地層邊界。他們透過熱力學模型，將數百種可能的岩石成分與地震數據進行比對，確認了一個清晰的成分分界 。

• 24公里以上： 岩石為鎂鐵質（二氧化矽含量較高）。
• 24公里以下： 岩石為超鎂鐵質（富含鐵和鎂，二氧化矽含量低）——這與熔體虧損的下地殼特徵相符 。

這個邊界是先前被認為僅存在於地球的關鍵地質作用證據。

關鍵過程：穿地殼岩漿作用

研究團隊推論，熔融的岩石（岩漿）在地底深處匯聚，並逐漸分離成不同物質。密度較高的晶體沉澱在地殼底部，而較輕、演化程度更高的熔體則向上遷移。這個過程被稱為穿地殼岩漿作用 。

在地球上，穿地殼岩漿作用發生在火山弧之下，並與大陸的形成有關。科學家過去一直認為，這種複雜的地殼加工過程，必須依賴板塊運動驅動的岩石持續循環 。

挑戰長久以來的假設

火星是一顆「 stagnant lid」（靜止蓋層）行星，沒有移動的板塊。數十年來，行星科學家假設板塊運動是產生複雜、演化地殼與地質循環的必要條件。這項新發現證明了：火星僅靠強烈的內部循環，就在沒有板塊運動的情況下建造了複雜的地殼 。

共同作者、牛津大學的喬恩·韋德（Prof. Jon Wade）教授說明了這項發現的重要性：如果火星能在沒有板塊運動的情況下發展出這類複雜地殼，「那麼也許宜居所需的條件，可以在比我們過去所認知的更多行星上出現，包括那些過去因為體積大小或明顯缺乏板塊活動而被排除考慮的行星」。

對行星宜居性的啟示

這項研究對於科學家如何在宇宙中尋找生命，帶來了深遠的影響。地質循環有助於調節氣候，並維持水與揮發物質的循環——這些都是我們所知生命不可或缺的要素 。

證據顯示，這類岩漿系統在火星北半球可能延伸數百甚至數千公里，表明這些並非孤立的火山，而是相互連結的岩漿系統 。

洞察號任務的遺產

這項發現是NASA洞察號任務帶來的一系列重要成果中的最新一項。洞察號登陸器於2018年至2022年在火星上運作，儘管已經退役，但它收集的數據仍持續帶來根本性的發現。洞察號上的地震儀「SEIS」（內部結構地震實驗）在任務期間記錄了超過1,300次地震事件 。過去利用洞察號數據的研究，已識別出液態核心、發現固態內核 ，並揭露了地下水的存在 。

2026年6月這項《自然·天文學》的研究，為這個拼圖添上了革命性的一塊，證明了即使像火星這樣地質上「安靜」的行星，也能產生過去被認為是地球這類世界才有的、由岩漿驅動的複雜性。