新華社合肥9月4日電 記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，我國(guó)科學(xué)家確證火星內(nèi)部存在一個(gè)半徑約600千米的固態(tài)內(nèi)核，并揭示其主要成分可能是富含輕元素的結(jié)晶鐵鎳合金。北京時(shí)間9月3日，該成果發(fā)表于《自然》雜志。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)孫道遠(yuǎn)、毛竹團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)外學(xué)者，通過深入分析美國(guó)國(guó)家航空航天局洞察號(hào)探測(cè)器記錄的火震數(shù)據(jù)得出上述結(jié)論。
火星作為太陽系內(nèi)與地球環(huán)境最為相似的類地行星，一直是行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化研究的重要對(duì)象，也是深空探測(cè)的核心目標(biāo)之一。對(duì)行星深部結(jié)構(gòu)的探測(cè)向來充滿挑戰(zhàn)，以人類最熟悉的地球?yàn)槔?，科學(xué)家直到1936年才通過地震波首次推測(cè)內(nèi)核的存在，而徹底確認(rèn)固態(tài)內(nèi)核的存在耗時(shí)近半個(gè)世紀(jì)。相比之下，對(duì)火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索難度更大。截至目前，盡管已記錄上千次火震數(shù)據(jù)，但信號(hào)微弱和噪聲干擾等問題嚴(yán)重限制了對(duì)火星深部結(jié)構(gòu)的研究。
為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入火震陣列分析方法，通過對(duì)23個(gè)信噪比較高的火震事件數(shù)據(jù)的分析，成功提取出穿過火星核的關(guān)鍵震相。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，火星核具有分層結(jié)構(gòu)，即外層為液態(tài)核，更深部則存在一個(gè)波速更高的固態(tài)內(nèi)核。
火震數(shù)據(jù)顯示，火星外核與內(nèi)核之間存在約30%的波速跳變和約7%的密度差異。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)內(nèi)核的礦物組成進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，火星核并非純鐵鎳構(gòu)成，還可能包含硫、氧、碳等其他元素。這種含有輕元素的星核結(jié)構(gòu)，不僅為火星磁場(chǎng)從早期活躍到如今沉寂的演化歷程提供了重要線索，也為對(duì)比地球與其他類地行星的內(nèi)部演化差異奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
研究人員表示，該研究首次在地球以外的行星中確認(rèn)了固態(tài)內(nèi)核的存在，證實(shí)了火星與地球相似的核幔分異結(jié)構(gòu)。此次研究工作中創(chuàng)新發(fā)展的火星地震學(xué)方法，為未來在探月等任務(wù)中，利用地震學(xué)方法探測(cè)月球等星體深部結(jié)構(gòu)提供了重要參考。
