中國科學技術大學的孫道遠教授和毛竹教授率領團隊與國外學者合作，首次確認了火星內部存在一個半徑約600公里的固態內核，並揭示了其主要成分可能是富含輕元素的結晶鐵鎳合金。
引入火震陣列分析方法
點擊看圖輯
中國科大教授孫道遠（右一）團隊合影。中國科學技術大學图片
火星核心具有分層結構。中國科學技術大學圖片
火星固態內核的半徑約為600公里。中國科學技術大學圖片
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。中國科學技術大學圖片
中國科學技術大學介紹，研究團隊引入了火震陣列分析方法，通過對23個信噪比較高的火震事件數據進行分析，成功提取出穿過火星核心的重要震相，例如在地表反射的PKPPKP（P＇P＇）和在核幔邊界反射的PKKP。
中國科大教授孫道遠（右一）團隊合影。中國科學技術大學图片
火星核心具有分層結構
值得注意的是，實際觀測到的PKKP到時，比當前僅考慮液態核心的火星速度模型所預測的結果提前了50至200秒。這表明，火星核心具有分層結構，即外層為液態核心，而更深部則存在一個波速更高的固態內核。
火星核心具有分層結構。中國科學技術大學圖片
火星固態內核的半徑約為600公里
在進一步的分析中，研究團隊首次在火震數據中識別出被視為「固態內核標誌」的PKiKP震相信號。這一發現為火星存在固態內核提供了證據。結合不同的火核震相，團隊測得火星固態內核的半徑約為600公里，占火星半徑的五分之一。如果將火星按比例放大至地球大小，其內外核結構的比例與地球相當接近。
火星固態內核的半徑約為600公里。中國科學技術大學圖片
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
此外，火震數據顯示，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。基於這些結果，研究團隊進一步分析了內核的礦物組成。結果顯示，火星核心並非純鐵鎳構成，還可能含有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為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，同時也為研究地球與其他類地行星的內部演化差異奠定了基礎。
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。中國科學技術大學圖片
這項研究首次在地球以外的行星中確認了固態內核的存在，證實了火星與地球相似的核幔分異結構。研究團隊創新發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的深部結構提供了重要參考。
