科学家发现覆盖火星核心的熔融层

独孤一山隙

一位艺术家描绘了包裹在火星核心周围的液态硅酸盐层。信用:IPGP-CNES。

（）据马里兰大学：美国宇航局的洞察号火星任务帮助科学家绘制出火星的内部结构，包括其核心的大小和组成，并提供了关于其混乱形成的一般线索。

但发表在《自然》杂志上的一篇题为“火星核心上方富集熔融硅酸盐层的地球物理证据”的新论文的发现可能会导致对这些数据的重新分析。一个国际研究小组发现了覆盖在火星金属核心上的熔融硅酸盐层的存在——为火星如何形成、演化并成为今天的贫瘠星球提供了新的见解。

该团队的论文发表于2023年10月25日，详细介绍了如何使用地震数据来定位和识别位于火星地幔和地核之间的一薄层熔融硅酸盐(构成火星和地球地壳和地幔的造岩矿物)。随着这一熔融层的发现，研究人员确定火星的核心比以前的估计更密集和更小，这一结论与其他地球物理数据和火星陨石分析更吻合。

维德兰·列基奇是马里兰大学的地质学教授，也是这篇论文的合著者，他将熔化层比作覆盖火星核心的“加热毯”。

列基奇说:“包层不仅可以隔绝来自核心的热量，防止核心冷却，还可以浓缩衰变产生热量的放射性元素。”“当这种情况发生时，地核可能无法产生会产生磁场的对流运动——这可以解释为什么火星周围目前没有活跃的磁场。”

如果周围没有一个功能性的保护磁场，像火星这样的类地行星将非常容易受到严酷的太阳风的影响，并失去其表面的所有水分，使其无法维持生命。列基奇补充说，地球和火星之间的这种差异可以归因于内部结构的差异和两个行星采取的不同行星进化路径。

该论文的主要作者、法国国家科学研究中心的科学家亨利·塞缪尔说:“地幔底部的液体层对火星金属核心的热覆盖意味着，在火星地壳演变的前5亿至8亿年期间，外部来源对于产生火星地壳中记录的磁场是必要的。”

“这些来源可能是能量冲击或由与古代卫星的引力相互作用产生的核心运动，这些卫星从那时起就消失了。”

该小组的结论支持了这样的理论，即火星曾经是一个熔融的岩浆海洋，后来结晶产生了一层富含铁和放射性元素的硅酸盐熔体，位于火星地幔的底部。放射性元素散发的热量将会极大地改变这颗红色星球的热演化和冷却历史。

“这些地层，如果广泛分布，会对地球的其他地方产生相当大的影响，”列基奇说。“它们的存在可以帮助我们了解磁场是否能够产生和维持，行星如何随着时间的推移而冷却，以及它们内部的动力学如何随着时间的推移而变化。”

经过四年多的火星数据收集，美国宇航局的InSight任务于2022年12月正式结束，但对观测结果的分析仍在继续。塞缪尔、列基奇和他们的合著者是最新的研究人员，他们使用地震学重新检查了以前的火星模型，以确认行星的结构和动荡的历史。

“这一新发现的熔融层只是我们如何从已完成的洞察号任务中继续学习新东西的一个例子，”列基奇说。“我们希望，我们利用地震数据收集的关于行星演化的信息，为未来探索月球等天体和金星等其他行星的任务铺平了道路。”