本報訊?科學家首次窺視了火星的核心——美國宇航局的“洞察”號火星探測器通過傾聽穿透火星內(nèi)部的地震能量,揭示了火星核心的大小。
在日前召開的“月球和行星科學線上會議”上,“洞察”號的科學家報告了他們的測量結(jié)果。結(jié)果表明,火核的半徑為1810~1860公里,大約是地球地核半徑的一半。這比之前估計的要大,意味著火核的密度比之前預測的要小。這一發(fā)現(xiàn)表明,除了鐵和硫這兩種主要元素外,其內(nèi)核一定包含更輕的元素,比如氧。
類似地球和火星這樣的巖石行星被劃分為地殼、地幔和地核幾個基本層。了解每一層的大小對于了解火星的形成和進化至關(guān)重要。“洞察”號的測量將幫助科學家確定火星致密、富含金屬的核心是如何在火星冷卻時從覆蓋其上的巖石地幔中分離出來的。大約45億年前火星剛誕生時,其核心可能仍處于熔融狀態(tài)。
之前,被科學家測量過地核的巖石行星僅有地球和月球?;鹦堑臄?shù)據(jù)將有助于研究人員比較太陽系的行星是如何進化的。
這項工作建立在“洞察”號探測到的火星地殼層的早期發(fā)現(xiàn)之上。地球物理學家、法國巴黎地球物理研究所領(lǐng)導“洞察”號地震儀團隊的Philippe Lognonné在另一個預先錄制的談話中說:“現(xiàn)在我們開始有了火星核心的深層結(jié)構(gòu)。”
“洞察”號耗資近10億美元,于2018年登陸火星,首次執(zhí)行人類研究火星內(nèi)部的任務。固定著陸器在火星赤道附近監(jiān)聽火震——火星上的地震。到目前為止,“洞察”號已經(jīng)探測到大約500次火震,這意味著火星的地震活動比地球少,但比月球多。Lognonné說,大多數(shù)火震都很小,近50次火震的震級在2級到4級之間,足以提供火星內(nèi)部的信息。
就像地球上的地震儀一樣,“洞察”號通過研究火星地核和地幔之間的深邊界反射的地震波,來測量火星地核的大小。有了足夠多深層傳播信息,“洞察”號的科學家就能計算出火星地核—地幔邊界的深度,從而計算出火核的大小。地震數(shù)據(jù)還表明,在其地表以下700~800公里的上地幔中,有一層增厚的物質(zhì),在這層物質(zhì)中,地震能量傳播較慢。
美國卡內(nèi)基科學研究所地球化學家Edgar Steenstra說,“洞察”號對火星核心密度的估計與許多基于實驗室的測算一致。(晉楠)
《中國科學報》 (2021-03-22 第1版 要聞)