火星洞察号任务发现火星核心有熔融层的证据

尽管地质学家一个多世纪以来一直在利用地震波研究地球内部，但直到最近几十年，我们才开发出在其他行星上进行研究的技术。最近对陨石撞击地震数据的分析提供了有关火星核心周围新熔岩层的信息。

由维京轨道飞行器于 2013 年拍摄的 102 张图像组成的马赛克。火星的大峡谷系统

火星核心周围的液体层

火星上最早发现液体核心可以追溯到2003年，当时科学家利用火星全球勘测者号航天器的无线电数据发现，火星要么有一个尚未完全冷却的完全液体核心，要么有一个液体外核和一个固体内核。核。来自火星洞察号着陆器的最新数据以及 2021 年发表的一系列研究表明，这个核心比预期大得多，直径高达 2,235 英里，大约是行星本身大小的一半。

美国宇航局洞察号着陆器在火星表面部署仪器的概念图。

InSight 代表“通过地震、大地测量和传热对地下进行调查”，是一项旨在利用地震波了解火星内部状况的着陆器任务。在地球上，我们可以利用地震产生的地震波来研究地球内部的各层。当地震波穿过地球的不同层时，它们会改变方向和速度，这可用于确定每层的大小和成分。洞察号对火星地震波的探测已于 2022 年底结束，但行星科学家每天仍在分析数据并更多地了解火星内部。

最近，两项研究于 2023 年 10 月发表在《自然》杂志上，提供了新的证据，表明火星的核心并不像 2021 年研究表明的那么大。相反，由于火星周围有一层熔岩，火星的核心显得更大，使其看起来比实际更大。研究人员能够利用 2021 年研究发表后检测到的地震波来确定这一点。这些由陨石撞击引起的地震波穿透了核心，从而可以更精确地测量火星的内部结构。

“撞击产生了大量能量，产生了穿过火星核心的地震波。到目前为止，我们还没有这样的数据可供分析。“它们让我们对火星的内部结构有了全新的认识，特别是我们以前无法阐明的深层结构。” ——阿米尔·汗，苏黎世瑞士联邦理工学院的行星科学家。

艺术家绘制的火星横截面插图，显示了 2021 年检测到的两次地震的地震波路径。这是有史以来第一次检测到穿过另一个行星核心的波。对这些地震的研究于 2023 年 4 月发表。

虽然两项新的研究对于这个新发现的熔岩层可能由什么构成以及它的密度有多大存在分歧，但他们都认为该层富含硅，厚约 93 英里，围绕着一个液态内核。这个以前未知的层也解释了为什么 2021 年的研究结果表明存在如此大的核心。

古代磁场

使火星核心绝缘的致密熔岩层可以为火星缺乏磁场的原因提供线索。在地球上，固体内核的冷却导致液体外核移动，产生维持磁场的电流。如果火星的核心保持液态并且无法冷却，这可以解释我们今天看到的缺乏磁活动的原因。

尽管今天的火星上没有活跃的磁场，但我们在过去看到过它的痕迹。这主要是由于火星表面存在磁黄铁矿。磁黄铁矿是一种在温度低于 325°C 时具有铁磁性的矿物。研究人员认为，由于与地球磁场相同的铁发电机，火星曾经具有全球性的磁性活动，但现在由于表面上的磁化磁黄铁矿而仅保留了少量的磁性。

地球磁层的插图，它保护我们免受太阳有害辐射的影响。因此，磁场可能对生命很重要。

磁场的丧失可能是由于气候变化造成的，天文学家认为气候变化也是火星没有海洋的原因，尽管地理证据表明过去存在海洋。对火星古代磁场的其他解释包括早期太阳系中强烈的小行星轰击或这颗红色行星与其卫星之间久违的相互作用。

从新角度探索 InSight 数据

随着火星液态内核周围存在熔融岩石层的新证据，行星科学家们渴望了解更多信息。这一层是由什么构成的？火星表面下可能还隐藏着哪些其他惊喜？重新审视 InSight 4 年运行期间收集的数据可能会在修订中提供更多线索。尽管洞察号不再运行，但当前和未来任务的额外观测可以帮助天文学家解开火星过去的谜团，并了解它是如何变成现在的状态的。