揭秘不一樣的火星內核！

被一層熔岩包裹的火星內核看起來比實際上要大

2021年，研究火星內核的科學家發現，火星內核出奇地大而輕。現在，我們也許能解釋這些顯示異常的觀測結果。

這位藝術家的概念圖展現了火星的剖面，以及2021年兩次地震所産生的地震波路徑。（圖片來源：美國國家宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工大學/馬裏蘭大學）

科學家們通過兩項新的研究發現，火星內核可能比實際看起來更大，這是因爲火星內核被以前從未被發現的熔岩層包裹著。

研究人員表示，這也許能解釋一個兩年前的謎團，即火星內核爲何顯得出奇的大而軟。

研究小組之所以得出這個結論，是因爲火星是唯一一顆（除地球之外）接受深層內部掃描的行星。科學家利用美國宇航局2018降落在這顆紅色星球上的洞察號探測車上的傳感器，（這些科學家中一部分人參與了這項研究），分析了火星岩石上的地震波，以便能夠深入了解火星內部結構。

2021年，基于對火星內部掃描的三項研究發現，火星內核很有可能比預期的要大得多。蘇黎世瑞士聯邦理工學院的行星科學家Amir Khan告訴Space頻道，2021年的測量結果表明，這顆紅色星球的中心直徑約爲2235英裏（3600公裏），或者可以這樣說，“大約是地球大小的一半”。（相比之下，地核直徑約爲4350英裏即7000公裏）

2021的發現進一步表明，與地核相比，火星內核密度低得出乎意料，這意味著它極有可能是由液態鐵、硫、碳、氧以及氫等較輕的元素混合而成的。

Amir Khan說：“這個發現讓每個人都大吃一驚。”地核中鐵和鎳的重量總和約占90%，其他輕一些元素占比10%。相較而言，2021年的研究說明火星內核中的各元素重量總和與地球相比顯然輕了約20%。“20%的差異實在差得太多了。”Amir Khan說道。

這些較輕的元素爲什麽會存在，用已有的火星形成過程模型很難解釋。Amir Khan說：“在火星形成時，所有重量較輕的元素都進入火星內部從而形成火星內核，是一件非常、非常困難的事。”

自2021研究以來，洞察號探測到了更多的火星地震波，隕石撞擊遠離著陸器的火星表面産生了這些地震波。Amir Khan說，“撞擊生成了大量能量，形成了能穿越火星內核的地震波。在這之前，我們無法獲得任何數據，通過對地震波的研究，使得我們能描繪出一個全新的火星內部影像，特別是從前我們無法觸及的火星深層結構。”

兩項新的研究結果表明，火星內核直徑約爲2050至2080英裏（3300至3350公裏）。總之，火星內核的“體積比以前預估的要小30%”，法國巴黎城市大學的行星動力學家亨利•塞缪爾告訴Space頻道。

新的研究結果還表明，地核的密度比2021年研究結果所估計的要大得多，“而且形成地核所需要的較輕元素更少，” Amir Khan說，“目前，我們所推測的結論是，火星內核元素重量約爲9%至14%，這顯然更有意義。”

這兩項新開展的研究結果都揭示了，一層以前未曾探查到的厚約93英裏(150公裏)的軟質富硅岩包裹著火星的液態鐵核。這個熔岩層反射地震波的方式有助于解釋爲什麽2021年的研究結論無法准確估計這顆紅色星球內核直徑。

然而，對于熔岩層的密度和組成，這兩項研究結論存在分歧。具體來說，塞缪爾和他的團隊指出，熔岩層結構異常致密且富含硫和氧。而另一個版本，Amir Khan和他的同事們則認爲，熔岩層密度較小，硫和氧的數量也相對較少。

——火星內部的深度可能是導致火星大氣層消失的因素。

——好奇號火星車新發現的證據表明火星曾經存在適宜生命生存的條件。

——好奇號探測器在火星上發現了古老的“生命基石”。

塞缪爾解釋，致密且富含硅的熔岩石層可以起到隔熱的作用，防止火星內核冷卻和凝固。從另一個角度來看，火星內核熔岩層的存在更有助于解釋火星爲什麽沒有行星磁場——地球磁場是地球固化的內核攪動其外層的液體，産生強大的電流，從而形成磁場。

塞缪爾指出，盡管火星目前沒有磁場，但是，在它形成後的前5億到8億年中，火星地殼中仍保留著磁場活動的痕迹。他說，因爲宇宙撞擊，或者與已經消失的古代火星衛星之間的相互作用，都有可能形成磁場。

相反，密度較低的富硅熔岩層則有助于解釋火星上所觀測到的其他細節。熔岩層的存在可能會加劇火山活動，以塔爾西斯(Tharsis)的形成爲例，火星內核熔岩層爲火山活動不斷提供熔岩流，使得塔爾西斯(Tharsis)成爲太陽系中最大的火山。另外，被稱爲極樂平原(Elysium Planitia)的火山因熔岩層的存在，仍可能不斷發生火山活動。

總而言之，隨著火星內核熔岩層這一新地層的發現，“我們需要根據這種新範式重新分析和解釋四年來的地震記錄，以及其他所有物理觀測結果，”塞缪爾說，“這樣做可能會引發更多關于火星地幔及其內核深層結構的發現。”

科學家們在《自然》雜志發表的兩篇文章中詳細披露了他們各自不同的研究內容。

BY:Charles Q. Choi

FY: 萬琳

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