火星的剖面图，显示南半球更热的内部区域。（图片来源：NASA/Theophilus Britt Griswold）新研究进一步强调，火星是一个由两种截然不同的部分组成的星球。在火星南半球深处，温度比北半球表面下方高出750华氏度（400摄氏度），这加深了红色星球北部扁平和南部崎岖高地之间奇怪二分法的神秘感。加州理工学院前研究员、现任亚利桑那大学的亚历山大·伯恩在一份声明中表示：“科学家通常假设行星内部是一般呈球对称的，但这不一定是正确的。”伯恩是揭示这一奇怪南部热点发现的新研究论文的主要作者。伯恩和他的团队回顾了来自三艘NASA航天器（火星全球探测者、火星奥德赛号和火星侦察轨道器）的档案数据，以寻找它们在轨道速度上的微小变化，这些变化可能反映火星引力场的变化。使用伯恩开发的一种叫做“潮汐层析成像”的技术，该技术还考虑了太阳在火星椭圆轨道上运动时的引力变化，他和团队能够推断出火星内部结构和温度的模型。各种航天器所经历的引力场随时间变化与预期如果火星内部完全球对称时的情况有显著不同。为了解释这一差异，火星南半球的地幔必须比北部的地幔高出390至750华氏度（200至400摄氏度），而且确实如此温暖，以至于可能仍然是部分熔融的状态。这可能对火星的宜居性以及火星保持火山活动的时间长短产生影响。也许我们不应感到惊讶的是，火星的内部与北部相比南部有所不同，因为我们已经知道其表面是不对称的。火星北部以低洼平原为特征，而南部的地壳平均厚度比北部厚15.5英里（25公里），并被陨石坑高地区域覆盖。北部低地可能曾经是一个大海洋的家园。加州理工学院的阿米尔霍赛因·巴赫里是该研究的第二作者，他表示：“我们在南北之间看到的二分法重要的是因为它提供了关于可能影响火星水文过程的信息，包括可能贮藏水的盆地的形成。”一张鸟瞰图显示火星南部高地凯泽陨石坑内风吹起的沙丘，凯泽陨石坑宽129英里（207公里）。（图片来源：ESA/DLR/FU Berlin）更热的南部地幔也可以解释火星上的一些其他令人困惑的发现。NASA的“洞察号”着陆器于2022年12月结束任务，其上装备了一台地震仪，发现南半球的地震波消散得更快，这可以用那里的更高温度来解释。此外，在南部发现的含铁矿物的磁异常现在也更合理了。如今，火星缺乏全球磁场，但四十亿年前它曾经具有磁场。如果南部更热的地幔上升使地壳温度超过“居里温度”，即材料失去其固有磁性及任何残余磁性的温度，那么它可能导致形成含铁矿物中的神秘磁遗迹。“理解行星体内部结构帮助我们揭开塑造其形成和演变过程的奥秘，”伯恩说，尽管火星南北分界的起源仍然悬而未决。至于表面差异是否与内部差异有相同原因也尚不明确。火星表面的假彩色地图显示赫拉斯盆地，中心下方的大深蓝区域，是火星及整个太阳系中最大的已识别冲击坑之一。人们认为它形成于约40亿年前。（图片来源：ESA/MOLA科学团队）主要候选说法是，这一切都是四十亿年前一次古老的巨大冲击造成的，北部低地因此实际上是一个巨大的冲击盆地。通过在北部开凿出一个巨大的洞，这次冲击将大量内部热量释放出来，使北部地幔的冷却速度快于南部。或者，南部更厚的地壳可能有效地充当了盖子，防止地幔过多热量的泄漏。这实际上可以被检验——当熔岩上升遇到厚重的地壳时，上升的熔岩会停滞，导致在表面下形成融化的侵入，这可以在高分辨率的研究中推断出来。