开创性研究揭示火星内核组成

一位艺术家描绘的火星内部结构以及地震波穿过火星核心时所经过的路径。图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室和论文合著者之一、马里兰大学地质学教授尼古拉斯·施默尔

据发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上的论文，一个包括美国马里兰大学在内的国际研究团队首次观测到穿过火星核心的地震波。他们使用美国国家航空航天局“洞察号”火星着陆器获得的地震数据直接测量火星核心的性质，发现了一个完全液态的铁合金核心，其硫和氧含量很高。这些发现提供了对火星形成方式，以及地球和火星之间地质差异的新见解，也提供了关于类地行星如何形成、演化和是否可能维持生命存在的新线索。

为了确定火星和地球的差异，研究小组跟踪了火星上两次遥远的地震事件的进展，其中一次是由火星地震引起的，另一次是由大撞击引起的，他们还探测到了穿过火星核心的地震波。通过将这些波穿过火星所需的时间与停留在火星地幔中的波进行比较，并将这些信息与火星其他地震数据和地球物理测量结果相结合，研究小组估计了波通过的物质的密度和可压缩性。

结果表明，火星很可能有一个完全液态的核心，而非像地球地核一样，是由液体外核和固体内核组成的。

此外，研究小组还推断了有关火星核心化学成分的细节，例如火星最内层存在大量轻元素，即硫和氧，发现表明，核心重量的五分之一是由这些元素组成的。这一高比例与地球核心中轻元素比例截然不同，这表明火星核心的密度和可压缩性远低于地球核心，这一差异意味着这两个行星的形成条件不同。

研究人员表示，形成和演化过程的最终结果或是判断火星环境中是否存在生命的关键。

地球核心的独特性使它能够产生磁场，保护地球不受太阳风的影响，从而能够保持水分。火星的核心不会产生这种保护屏障，因此火星的表面条件不利于生命存在。