IT之家 9 月 3 日音信,中国科学时刻大学本日晓谕,该校孙说念远证明、毛竹证明团队齐集国际学者在行星科学究诘鸿沟取得首要线路。
究诘团队通过深切分析好意思国国度航空航天局洞悉号(InSight)探伤器纪录的火震数据,初度确证火星里面存在一个半径约 600 千米的固态内核,并揭示其主要因素组成可能是富含轻元素的结晶铁镍合金。
火星手脚太阳系内与地球环境最为一样的类地行星,一直是行星里面结构与演化究诘的垂死对象,亦然深空探伤的中枢倡导之一。
对行星深部结构的探伤向来充满挑战:以东说念主类最纯属的地球为例,科学家直到 1936 年才通过地震波初度估计内核的存在,而绝对质据固态内核存在竟耗时近半个世纪,至 1980 年代才完成。比较之下,对火星里面结构的探索难度更大,2018 年才初度得回火星震平直不雅测数据。限制现在,尽管已纪录上千次火震数据,但信号眇小和噪声滋扰等问题仍严重限制了对火星深部结构的究诘。
为冲突这一挑战,究诘团队翻新性地引入火震阵列分析循序,通过对 23 个信噪比较高的火震事件数据的分析,得手索取出穿偏激星核的关节震相,如在地表反射的 PKPPKP(P'P')和在核幔规模反射的 PKKP(下图 a)。
十分值得注重的是,实质不雅测到的 PKKP 到时,较面前仅探究液态核的火星速率模子所商酌的收尾提前了 50 至 200 秒。地震波在固体中的传播速率比在液体中快。因此,这一各异标明,火星核具有分层结构:即外层为液态核,而更深部则存在一个波速更高的固态内核。
▲ PKKP, PKiKP 震相的射表露径和究诘诈欺到的火震
在进一步分析中,究诘团队初度在火震数据中识别出被视为“固态内核记号”的 PKiKP 震战胜号(上图 b)。这一发现为火星存在固态内核提供了根据。吞并不同火核震相,团队测得火星固态内核半径约 600 公里,占火星半径的 1/5(下图)。如将火星按比例放大至地球大小,其表里核结构比例与地球高度接近(下图)。
▲ 地球和火星深部结构对比暗意图
同期,火震数据表露,火星外核与内核之间存在约 30% 的波速跳变和约 7% 的密度各异。在此基础上,究诘团队进一步对内核的矿物组成进行了分析。收尾反馈出,火星核并非纯铁镍组成,还可能包含 12–16% 的硫、6.7–9.0% 的氧及不擢升 3.8% 的碳。这种含有轻元素的星核结构,不仅为火星磁场从早期活跃到如今千里寂的演化经由提供了垂死足迹,也为对比地球与其他类地行星的里面演化各异奠定了关节基础。
该究诘初度在地球除外的行星中证据了固态内核的存在,证实了火星与地球一样的核幔分异结构。究诘团队翻新发展的火星地震学循序,为将来探月等任务中诈欺地震学循序探伤月球等星体深部结构提供了垂死参考。同期,该效能记号着中国科研团队在行星里面结构探伤鸿沟迈出关节一步,彰显了我国在行星科学与地球物理交叉究诘中的翻新智商与国际影响力。
中国科学时刻大学毕慧星(博士)为本文的第一作家欧洲杯体育,中国科学时刻大学孙说念远证明为本文的通信作家,中国科学时刻大学毛竹证明、孙宁宇(特任副究诘员)、代明伟(博士)以及德克萨斯大学奥斯汀分校的 Douglas Hemingway 为本文的合营者。