地震波揭示火星核心大小

仙仙

科学家首次窥视了火星的核心——美国宇航局的“洞察”号火星探测器通过倾听穿透火星内部的地震能量，揭示了火星核心的大小。


在日前召开的“月球和行星科学线上会议”上，“洞察”号火星探测器团队的科学家们报告了他们的测量结果。结果表明，火星核心的半径为1810~1860公里，大约是地球地核半径的一半。这比之前估计的要大，意味着火星核心的密度比之前预测的要小。这一发现表明，除了铁和硫这两种主要元素外，其内核一定包含更轻的元素，比如氧。


类似地球这样的岩石行星，都被划分为地壳、地幔和地核几个基本层，火星也一样。了解每一层的大小对于了解火星的形成和进化至关重要。“洞察”号的测量将帮助科学家确定火星致密、富含金属的核心是如何在火星冷却时从覆盖其上的岩石地幔中分离出来的。大约45亿年前火星刚诞生时，其核心可能仍处于熔融状态。


之前，被科学家测量过核心的岩石行星仅有地球和月球。火星的数据将有助于研究人员比较太阳系的行星是如何进化的。


这项工作建立在“洞察”号探测到的火星地壳层的早期发现之上。地球物理学家、法国巴黎地球物理研究所领导“洞察”号地震仪团队的Philippe Lognonné在另一个预先录制的谈话中说：“现在我们开始有了火星核心的深层结构。”


“洞察”号耗资近10亿美元，于2018年登陆火星，首次执行人类研究火星内部的任务。固定着陆器在火星赤道附近监听火震——火星上的地震。到目前为止，“洞察”号已经探测到大约500次火震，这意味着火星的地震活动比地球少，但比月球多。Lognonné说，大多数火震都很小，近50次火震的震级在2级到4级之间，足以提供火星内部的信息。


就像地球上的地震仪一样，“洞察”号通过研究火星核心和火星地幔之间的深边界反射的地震波，来测量火星地核的大小。有了足够多深层传播信息，科学家们就能计算出火星核心至火星地幔边界的深度，从而计算出火星核心的大小。地震数据还表明，在其地表以下700~800公里的火星上地幔中，有一层增厚的物质，在这层物质中，地震能量传播较慢。


美国卡内基科学研究所地球化学家Edgar Steenstra说，“洞察”号对火星核心密度的估计与许多基于实验室的测算一致。