火星内核居然被熔岩层包裹！

揭秘不一样的火星内核！

被一层熔岩包裹的火星内核看起来比实际上要大

2021年，研究火星内核的科学家发现，火星内核出奇地大而轻。现在，我们也许能解释这些显示异常的观测结果。

这位艺术家的概念图展现了火星的剖面，以及2021年两次地震所产生的地震波路径。（图片来源：国家宇航局/喷气推进实验室-加州理工大学/马里兰大学）

科学家们通过两项新的研究发现，火星内核可能比实际看起来更大，这是因为火星内核被以前从未被发现的熔岩层包裹着。

研究人员表示，这也许能解释一个两年前的谜团，即火星内核为何显得出奇的大而软。

研究小组之所以得出这个结论，是因为火星是唯一一颗（除地球之外）接受深层内部扫描的行星。科学家利用宇航局2018降落在这颗红色星球上的洞察号探测车上的传感器，（这些科学家中一部分人参与了这项研究），分析了火星岩石上的地震波，以便能够深入了解火星内部结构。

2021年，基于对火星内部扫描的三项研究发现，火星内核很有可能比预期的要大得多。苏黎世瑞士联邦理工学院的行星科学家Amir Khan告诉Space频道，2021年的测量结果表明，这颗红色星球的中心直径约为2235英里（3600公里），或者可以这样说，“大约是地球大小的一半”。（相比之下，地核直径约为4350英里即7000公里）

2021的发现进一步表明，与地核相比，火星内核密度低得出乎意料，这意味着它极有可能是由液态铁、硫、碳、氧以及氢等较轻的元素混合而成的。

Amir Khan说：“这个发现让每个人都大吃一惊。”地核中铁和镍的重量总和约占90%，其他轻一些元素占比10%。相较而言，2021年的研究说明火星内核中的各元素重量总和与地球相比显然轻了约20%。“20%的差异实在差得太多了。”Amir Khan说道。

这些较轻的元素为什么会存在，用已有的火星形成过程模型很难解释。Amir Khan说：“在火星形成时，所有重量较轻的元素都进入火星内部从而形成火星内核，是一件非常、非常困难的事。”

自2021研究以来，洞察号探测到了更多的火星地震波，陨石撞击远离着陆器的火星表面产生了这些地震波。Amir Khan说，“撞击生成了大量能量，形成了能穿越火星内核的地震波。在这之前，我们无法获得任何数据，通过对地震波的研究，使得我们能描绘出一个全新的火星内部影像，特别是从前我们无法触及的火星深层结构。”

两项新的研究结果表明，火星内核直径约为2050至2080英里（3300至3350公里）。总之，火星内核的“体积比以前预估的要小30%”，巴黎城市大学的行星动力学家亨利•塞缪尔告诉Space频道。

新的研究结果还表明，地核的密度比2021年研究结果所估计的要大得多，“而且形成地核所需要的较轻元素更少，” Amir Khan说，“目前，我们所推测的结论是，火星内核元素重量约为9%至14%，这显然更有意义。”

这两项新开展的研究结果都揭示了，一层以前未曾探查到的厚约93英里(150公里)的软质富硅岩包裹着火星的液态铁核。这个熔岩层反射地震波的方式有助于解释为什么2021年的研究结论无法准确估计这颗红色星球内核直径。

然而，对于熔岩层的密度和组成，这两项研究结论存在分歧。具体来说，塞缪尔和他的团队指出，熔岩层结构异常致密且富含硫和氧。而另一个版本，Amir Khan和他的同事们则认为，熔岩层密度较小，硫和氧的数量也相对较少。

——火星内部的深度可能是导致火星大气层消失的因素。

——好奇号火星车新发现的证据表明火星曾经存在适宜生命生存的条件。

——好奇号探测器在火星上发现了古老的“生命基石”。

塞缪尔解释，致密且富含硅的熔岩石层可以起到隔热的作用，防止火星内核冷却和凝固。从另一个角度来看，火星内核熔岩层的存在更有助于解释火星为什么没有行星磁场——地球磁场是地球固化的内核搅动其外层的液体，产生强大的电流，从而形成磁场。

塞缪尔指出，尽管火星目前没有磁场，但是，在它形成后的前5亿到8亿年中，火星地壳中仍保留着磁场活动的痕迹。他说，因为宇宙撞击，或者与已经消失的古代火星卫星之间的相互作用，都有可能形成磁场。

相反，密度较低的富硅熔岩层则有助于解释火星上所观测到的其他细节。熔岩层的存在可能会加剧火山活动，以塔尔西斯(Tharsis)的形成为例，火星内核熔岩层为火山活动不断提供熔岩流，使得塔尔西斯(Tharsis)成为太阳系中最大的火山。另外，被称为极乐平原(Elysium Planitia)的火山因熔岩层的存在，仍可能不断发生火山活动。

总而言之，随着火星内核熔岩层这一新地层的发现，“我们需要根据这种新范式重新分析和解释四年来的地震记录，以及其他所有物理观测结果，”塞缪尔说，“这样做可能会引发更多关于火星地幔及其内核深层结构的发现。”

科学家们在《自然》杂志发表的两篇文章中详细披露了他们各自不同的研究内容。

BY:Charles Q. Choi

FY: 万琳

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