科技日報訊(記者 吳長鋒)記者9月4日從中國科學技術大學獲悉，該校教授孫道遠、毛竹團隊聯(lián)合國外學者，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)，首次確證火星內部存在一個半徑約600千米的固態(tài)內核，并揭示其主要成分可能是富含輕元素的結晶鐵鎳合金。相關論文日前發(fā)表于國際期刊《自然》。

　　作為太陽系內與地球環(huán)境最為相似的類地行星，火星一直是行星內部結構與演化研究的重要對象，也是深空探測的核心目標之一。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，嚴重限制了研究人員對火星深部結構的研究。

　　為應對這一挑戰(zhàn)，研究團隊創(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鍵震相。對相關數(shù)據(jù)的分析表明，火星核具有分層結構，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)內核。

　　在進一步分析中，研究團隊首次在火震數(shù)據(jù)中識別出被視為“固態(tài)內核標志”的PKiKP震相信號。這一發(fā)現(xiàn)為火星存在固態(tài)內核提供了證據(jù)。

　　同時，火震數(shù)據(jù)顯示，火星外核與內核之間存在約30%的波速跳變和約7%的密度差異。在此基礎上，研究團隊進一步對內核的礦物組成進行了分析。結果顯示，火星內核并非由純鐵鎳構成，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構，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部演化差異奠定關鍵基礎。

　　據(jù)介紹，該研究首次在地球以外的行星中確認了固態(tài)內核的存在，證實了火星與地球相似的核幔分異結構。研究團隊創(chuàng)新發(fā)展的火星地震學方法，為未來探月等任務中利用地震學方法探測月球等星體深部結構提供了重要參考。同時，該成果標志著我國科研團隊在行星內部結構探測領域邁出關鍵一步，彰顯了我國在行星科學與地球物理交叉研究中的創(chuàng)新能力與國際影響力。