科技日報訊(記者 吳長鋒)記者9月4日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授孫道遠(yuǎn)、毛竹團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國外學(xué)者，通過深入分析美國國家航空航天局洞察號(InSight)探測器記錄的火震數(shù)據(jù)，首次確證火星內(nèi)部存在一個半徑約600千米的固態(tài)內(nèi)核，并揭示其主要成分可能是富含輕元素的結(jié)晶鐵鎳合金。相關(guān)論文日前發(fā)表于國際期刊《自然》。

　　作為太陽系內(nèi)與地球環(huán)境最為相似的類地行星，火星一直是行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化研究的重要對象，也是深空探測的核心目標(biāo)之一。2018年，研究人員首次獲得火星震直接觀測數(shù)據(jù)。不過，盡管已記錄上千次火震數(shù)據(jù)，但信號微弱和噪聲干擾等問題，嚴(yán)重限制了研究人員對火星深部結(jié)構(gòu)的研究。

　　為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性引入火震陣列分析方法，通過對23個信噪比較高的火震事件數(shù)據(jù)的分析，成功提取出穿過火星核的關(guān)鍵震相。對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析表明，火星核具有分層結(jié)構(gòu)，即外層為液態(tài)核，而更深部則存在一個波速更高的固態(tài)內(nèi)核。

　　在進(jìn)一步分析中，研究團(tuán)隊(duì)首次在火震數(shù)據(jù)中識別出被視為“固態(tài)內(nèi)核標(biāo)志”的PKiKP震相信號。這一發(fā)現(xiàn)為火星存在固態(tài)內(nèi)核提供了證據(jù)。

　　同時，火震數(shù)據(jù)顯示，火星外核與內(nèi)核之間存在約30%的波速跳變和約7%的密度差異。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對內(nèi)核的礦物組成進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，火星內(nèi)核并非由純鐵鎳構(gòu)成，還可能包含12%—16%的硫、6.7%—9.0%的氧以及不超過3.8%的碳。這種含有輕元素的星核結(jié)構(gòu)，不僅為研究火星磁場從早期活躍到如今沉寂的演化歷程提供了重要線索，也為對比地球與其他類地行星的內(nèi)部演化差異奠定關(guān)鍵基礎(chǔ)。

　　據(jù)介紹，該研究首次在地球以外的行星中確認(rèn)了固態(tài)內(nèi)核的存在，證實(shí)了火星與地球相似的核幔分異結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)展的火星地震學(xué)方法，為未來探月等任務(wù)中利用地震學(xué)方法探測月球等星體深部結(jié)構(gòu)提供了重要參考。同時，該成果標(biāo)志著我國科研團(tuán)隊(duì)在行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步，彰顯了我國在行星科學(xué)與地球物理交叉研究中的創(chuàng)新能力與國際影響力。