洞察号发现火星金属核心上方存在熔融硅酸盐层的证据

根据发表在《自然》杂志上的两篇论文，火星的液态铁合金核心被一层约 150 公里厚的完全熔融的硅酸盐(岩浆)包围。

2021 年，对NASA 洞察号着陆器上的内部结构地震实验(SEIS) 仪器收集的地震数据进行的分析表明，存在一个大型但密度较低的核心，由液态铁和硫、碳、氧等较轻元素组成和氢气。

然而，这些结果表明，核心中较轻元素的比例高于根据火星形成历史早期这些元素的丰度估计得出的可行值。

在这两项新研究中，作者结合第一原理模拟和地球物理模型分析了洞察号的最新一批地震数据，以得出对火星核心的大小和成分的估计。

他们发现，火星的液态铁核心被一层约150公里厚的近熔融硅酸盐岩石层包围，其顶部此前被误解为核心表面。

核心半径的减小意味着密度比早期 InSight 研究中估计的要高。

马里兰大学教授韦德兰·莱基奇表示：“毯子不仅能隔绝来自核心的热​​量，防止核心冷却，还能集中放射性元素，这些元素衰变时会产生热量。”

“当这种情况发生时，核心可能无法产生产生磁场的对流运动——这可以解释为什么火星目前周围没有活跃的磁场。”

如果自身周围没有功能性的保护性磁场，像火星这样的类地行星将极易受到强烈太阳风的影响，并失去其表面的所有水，从而无法维持生命。

莱基奇教授说：“地球和火星之间的这种差异可能归因于内部结构的差异以及两颗行星所采取的不同的行星演化路径。”

“地幔底部的液体层对火星金属核心的热覆盖意味着，在火星演化的前 500 至 8 亿年中，需要外部来源来产生火星地壳中记录的磁场，”博士说。 . 法国国家科学研究中心的亨利·塞缪尔。

“这些来源可能是由与古代卫星的引力相互作用产生的能量冲击或核心运动，而这些卫星后来就消失了。”

这些发现支持这样的理论：火星曾经是一片岩浆熔海，后来结晶，在火星地幔底部产生一层富含铁和放射性元素的硅酸盐熔体。

放射性元素发出的热量将极大地改变这颗红色星球的热演化和冷却历史。

莱基奇教授说：“这些层如果广泛分布，可能会对地球的其他部分产生相当大的影响。”

“它们的存在可以帮助我们了解磁场是否可以产生和维持，行星如何随着时间的推移而冷却，以及它们内部的动态如何随着时间的推移而变化。”

ISAE-SUPAERO 的 Mélanie Drilleau 博士表示：“火星地幔中这种分层的发现开辟了新的研究视野，因为 InSight 任务的 SEIS 仪器记录的地震数据现在将根据这种新范式重新考虑。”