火星的结构

互推小编 2024-01-02

火星的基本元素组成和地球大致相似，但外观却大为不同，这些认知来自人类火星探测器洞察号。

2018年成功着陆的洞察号是一辆无法移动的探测器，它的工作就是专门检测火星内部地质活动和分析岩石成分。更重要洞察号上搭载的地震仪检测火星内部地质情况的睿智方法。这也确实让他们获得了对于这颗红色行星地壳、地幔及核心的全新认识，并且也是人类科学家第一次绘制其他星球的内部情况。

洞察号是如何收集火星的地震波来探测火星的内部结构的呢？火星地震产生的P波和S波。P波是与压缩效应有关的波，就像空气中的声波一样。P波也是我们在行星内部观察到的传播速度最快的波，然后就是次级波S波。这种波与剪力效应有关，就类似你拨弄吉他弦使其振动产生的波。火星发生地震后，洞察号会先探测到P波，随后才会探测到S波。借助P波和S波抵达探测器的时间差，我们就能掌握地震发生的具体位置以及与探测器之间的距离。通过分析洞察号地震仪探测到的地震波，科学家们就能了解火星的内部构成。既然S波无法穿过液体核心，那么它们的所有能量都会在火星核心和地幔的边界处反弹回去。

洞察号的发现表明，火星跟地球一样也有三大部分组成：地壳、地幔及核心。整个火星地壳的平均厚度介于24—72公里之间，而且分成三层。根据洞察号检测到的地震波数据，发现火星的地壳是古老而静态的，而且火星的地壳多孔质且薄弱，沉积物没有充分受到胶结作用。分析结果显示，在洞察号着陆点300米深度以内的沉积物中，充满空隙的主要是气体，不存在水冰。

火星地幔是由坚硬的厚厚的一圈岩石，这就能解释火星上的火山集中在局部地区，而且活动并不频繁了，火星不像地球那样分散成各大板块，所以也不存在板块活动产生的碰撞和挤压。在"洞察号"的数据中发现了47个新的地震事件，澳大利亚国立大学的地球物理学家Hrvoje Tkalčić和中科院的地球物理学家孙维佳认为火星地幔中的熔岩运动触发了这些地震，火星地幔中依然存在着熔岩海洋，这说明火星不仅没有死去，它的内部活动还比我们想象的要多。

火星有一个巨大的液态核心。它的最外层距离地表约1560公里，火星的核心也约为地球核心半径的一半。地核尺寸越大，密度越低。火星具有较大尺寸的核心半径说明，与以镍和铁为主要成分的地球核心不同，除了铁和镍，火星的核心含有氢和氧等较轻的元素，这些成分起到了降低核心凝固温度的作用。因此，尽管有大量热量散失，火星的核心仍然完全是液态的。