一项发表于8月27日《自然》杂志的研究，把火星南北差异从地表延伸到了地下。研究团队推算，火星南半球地幔可能比北半球高出约200至400摄氏度，极端差值可到750华氏度。这个“热异常”意味着，火星并不是一个内部温度均匀的球体。
火星表面的二分现象早已为科学家所知：北部以相对平坦的低地为主，南部则遍布陨石坑高地。南部地壳平均还比北部厚15.5英里，约合25公里。新研究提出，地表高度、地壳厚度和地幔温度之间，可能存在尚未厘清的联系。
论文第一作者亚历山大·伯恩曾在加州理工学院工作，现就职于亚利桑那大学。他的团队重新分析了美国宇航局三艘探测器留下的数据，分别是“火星全球勘测者号”“火星奥德赛号”和“火星勘测轨道飞行器”。
研究人员没有直接钻入火星，而是观察探测器轨道速度的细微变化。火星内部质量分布会改变引力场，进而在轨道数据里留下痕迹。团队使用伯恩开发的“潮汐层析成像”技术，并把火星沿椭圆轨道运行时太阳引力的变化纳入计算。
结果显示，探测器经历的引力变化与“内部完全呈球对称”的理论值并不一致。为解释这组偏差，模型需要一个更热的南半球地幔。部分南部区域甚至可能仍保持熔融状态，这会改变人们对火星火山活动延续时间的判断。
温度差也能与“洞察号”的观测相互对照。这台火星着陆器在2022年12月结束任务，其地震仪发现地震波在南部衰减得更快。较高的地下温度可以令这种现象更容易解释，不过两类证据是否指向同一机制，仍需更多数据确认。
磁异常是另一条线索。火星今天没有全球磁场，但40多亿年前曾拥有全球性磁场。假如南部地幔的热物质上涌，把富铁地壳加热到“居里温度”以上，材料原有磁性就会消失，冷却后留下的磁化状态也会改变。
火星南北差异的起源尚无定论。一种解释把北部低地视为远古巨大撞击形成的盆地；另一种解释则认为，南部较厚地壳像盖子一样阻挡热量散失。后一假设预期地下会出现受阻的熔融岩浆侵入体，可由更高分辨率的重力数据寻找。
论文第二作者阿米尔侯赛因·巴盖里认为，弄清南北二分有助于理解火星水文环境，包括曾形成或储存液态水的盆地。团队还计划把潮汐层析成像用于水星和木星的大型卫星，借更多重力数据恢复天体内部更复杂的三维结构。
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