火星上的地震揭示了我們對它的核心的看法是錯誤的

火星可能有一個堅硬的、塵土飛揚的外殼,但它的內(nèi)部像一個下顎破碎者一樣分層——而且令人驚訝地柔軟。

在期刊上發(fā)表的兩篇新論文自然界詳細(xì)介紹地震數(shù)據(jù)揭示火星內(nèi)部細(xì)節(jié)的方式。每個都顯示一個150公里(93英里)厚熔融硅酸鹽巖層在地幔的底部包裹著火星的液態(tài)鐵合金核心。

這可能會對我們理解火星歷史產(chǎn)生影響,但也可能會影響我們解釋火星洞察號著陸器在2019年至2022年間收集的火星地震數(shù)據(jù)的方式。

除了地球,火星是唯一一顆內(nèi)部結(jié)構(gòu)的行星,我們能夠用地震數(shù)據(jù)探測。InSight只運行了幾年,它檢測到數(shù)百次地震在火星內(nèi)部隆隆作響。

這表明火星內(nèi)部發(fā)生的事情比我們以前想象的要多得多,但對這些隆隆聲的分析也揭示了火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

一張圖表顯示了地震波如何穿過火星內(nèi)部,以及新發(fā)現(xiàn)的層。(汗等人,自然界, 2023)

當(dāng)?shù)卣鹪谛行巧项澏稌r,波會以不同的方式傳播并反射不同的物質(zhì)。堅固的剛性材料將具有與彈性,柔軟的材料不同的地震輪廓??茖W(xué)家們不僅能夠使用地震數(shù)據(jù)來探測火星內(nèi)部的東西,而且能夠詳細(xì)映射.

最初的地圖是基于早期數(shù)據(jù)。這兩篇新論文分別由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的地球物理學(xué)家Amir Khan和法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的地球物理學(xué)家Henri Samuel領(lǐng)導(dǎo),基于一個更大的數(shù)據(jù)集,包括兩次被認(rèn)為是隕石撞擊結(jié)果的巨大地震事件。

早期的測量表明,火星有一個令人驚訝的大核心,半徑約為1,830公里(1,137英里)。這是巨大的 - 超過行星半徑3,390公里(2,106英里)的一半。這也意味著核心的密度相對較低,這表明相當(dāng)數(shù)量的較輕的元素混合在.

汗和塞繆爾的團(tuán)隊都進(jìn)行了新的測量,兩者的發(fā)現(xiàn)非常一致。他們發(fā)現(xiàn)地震波在火星周圍反彈的方式表明,核心周圍存在約150公里厚的熔融巖石層。

顯示研究人員測量結(jié)果的圖表。(范德李,自然界, 2023)

反過來,這意味著核心必須更小 - 半徑在1,650至1,675公里(1,025至1,040英里)之間。這與InSight對火星內(nèi)部的觀測之前對火星核心大小的估計一致。

如果核心更小,那就意味著它也更密集,這意味著它不需要那些額外的更輕的元素來弄松它。這與我們對火星化學(xué)成分的理解更加一致。

鑒于火星的核心組成包含有關(guān)其歷史的線索 - 假設(shè)存在較輕的元素是既往受牽連在火星全球磁場的喪失中,這可以幫助科學(xué)家弄清楚火星是如何變成今天的樣子的:塵土飛揚,干旱,沒有生命,令人著迷。

盡管這兩篇論文在熔融層的性質(zhì)及其大小上達(dá)成一致,但他們對它是如何到達(dá)那里有不同的理論。未來的研究可能有助于縮小火星的神秘歷史和演化范圍。

Khan等人和Samuel等人的論文都發(fā)表在自然界.他們可以找到這里這里.

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