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我们终于知道了火星的核心是什么样子,科学家:它与地球截然不同

这个是认证

魅力科学君

2023-05-01 10:10 四川

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在太阳系的八大行星之中,火星上的自然条件是与地球最相似的,所以这颗红色的星球也被认为是人类在未来最有可能移居的外星球。在过去的日子里,我们对火星表面的情况已经有了一定程度的了解,但对于火星内部结构的研究,却迟迟没有太大的进展,不过这样的情况现在发生了改变。

一个来自马里兰大学的研究团队近日发表论文称,我们终于知道了火星的核心是什么样子,这项新研究表明,火星拥有与地球截然不同的核心。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

相信大家都听说过,地球的内部结构可分为地壳、地幔和地核,其中地核又分为液态的“外核”和固态的“内核”,但问题是,地球的平均半径大约有6371公里,而人类到目前在地球上挖得最深的洞也就12公里多一点,也就是说,人类根本就没有能力进入到地球深处,那科学家是怎么知道地球的内部结构的呢?

答案就是地震波,简单来讲就是,当地震波在地球内部传播时,其各种参数(如频率、振幅、相位、路径等)会因为地球内部物理特征的不同而出现与之对应的变化,通过对地震波在地球内部的传播情况进行大量的监测和分析,科学家就可以知道地球内部不同区域的密度、温度和物质状态。

那么,我们可不可以通过同样的方法来探测火星的内部结构呢?从理论上来讲,答案是肯定的。实际上,在2018年的时候,NASA向火星发射了一个名为“洞察号”的火星探测器,这个探测器就携带着一个精密的地震仪,有能力记录下火星表面的非常轻微的地震。

“洞察号”成功登陆火星之后,其携带的地震仪探测到了数百次火星上的地震,此次研究中,科学家注意到有两次地震非常特殊,因为它们的强度明显更高,更重要的是,这两次地震产生的地震波都穿过了火星的核心,而这也是人类首次探测到穿过火星核心的地震波。

研究人员指出,这两次地震的起因各不一样,其中的一次是火星内部的物质活动造成的,另一次则是陨石撞击引发的。在对这些地震波在火星内部的传播情况进行深入研究之后,研究人员发现,火星的核心居然全部是液态的,它与地球截然不同。

根据以往的推测,火星曾经也像地球一样拥有一个以铁镍为主的炽热核心,但由于火星比地球小得多,其核心的热量流失速度比地球更快,因此到了现在,它的核心温度应该不足以使其铁镍核心维持液态,但此次研究却表明,火星的核心依然是液态的,这应该如何解释呢?

研究人员认为,这是因为火星的核心含有大量诸如硫、氧、碳这样的较轻的元素,甚至还有可能含有一定数量的氢元素,这就导致了其核心物质的熔点大幅度降低,以至于在更低的温度下,其核心依然能够保持液态。为什么会这样呢?

这种情况可能与火星形成早期发生的一次巨大碰撞有关,有研究表明,在40多亿年前,火星曾遭到一次大碰撞,这可能是由一颗早期太阳系中的原行星与火星相撞造成的。

科学家推测,此次碰撞不仅形成了火星北半球的低地,还对火星的内部结构和组成产生了重大影响,巨大的撞击造成了火星内外的物质出现了大量交换,使得像硫、氧、碳这样的较轻的元素大量地进入了火星的核心。

当然了,这只能说是一种推测,实际情况是否真是这样,还有待进一步探索,期待在未来的研究中,科学家能够能有更多的发现。

参考资料:First observations of core-transiting seismic phases on Mars,doi.org/10.1073/pnas.2217090120

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