科学家利用洞察号的地震资料绘制火星内部结构

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  洞察号自2018年发射后,至少测得733次的火星地震,利用其中35次较强的地震资料,绘制火星的地壳、地函、核球的图像,这也是首次利用地震数据探测地球以外的行星内部,也是了解太阳系岩质行星演化重要的一步,研究团队将其分为三篇论文发表在《科学》期刊上。

  科学家借由地震波通过某些材质时不同的传播速度及方式,以了解天体内部的构造,地球是如此,火星亦同,在21世纪初,人们还认为火星的地质活动稀少,无板块构造,只有一个独立的地壳层,虽然有古火山岩区,但未观察到新的火山活动。但是近期的观察显示,这颗红色行星并不像我们想象的死寂,2019年4月起,来自火星内部的轰鸣声,不断地传达到洞察号上,累计超过700次,以下是根据其资料所分析出的火星内部结构。

三篇论文分述不同的火星地底结构。
▲三篇论文分述不同的火星地底结构。

  第一篇论文以洞察号所在位置的地壳厚度为基础,从外到内描述了火星地壳的厚度,科学家推测地壳的厚度在24至72公里之间,并至少由两层组成。

  第二篇论文则在研究地函,科学家发现它由单一的岩石层组成,固态岩石圈向下延伸400至600公里(与地球的岩石圈类似,但地球的只有100公里厚),岩石圈的最深层可能也有一个物质熔融处,移动缓慢(类似地球的软流圈),这种极厚的岩石圈符合火星是一个「单板块行星」的模型。

  最后,第三篇论文介绍了火星内核及其边界,首先,研究人员发现火星的地函只有一层,地球的有两层(分为上部地函及下部地函)。其次,火星核比我们之前想像的要大得多,半径约为1830公里,超过火星半径的一半,地震数据也显示核心是液态的,但同时也意味着密度更低,这表示除了铁、镍之外,火核可能还含有硫、氧、碳、氢等较轻的元素,这对地核-地函边界的矿物学意义重大。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

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