臺北市立天文科學教育館

科學家首次觀察到地震波穿過火星的地核，並證實了對火星地核組成模型的預測。

圖說：火星內部和地震波穿過火星地核時的路徑示意圖。圖片由NASA/JPL和Nicholas Schmerr提供。圖片來源：NASA/JPL和Nicholas Schmerr。

包括馬里蘭大學地震學家在內的一個國際研究小組，利用美國NASA洞察號火星探測器（InSight lander）獲得的地震數據，得出火星地核的性質，發現了一個完全液態的鐵合金核心，其中含有大量的硫和氧。這些發現已發表在《美國國家科學院院刊》上，揭示了火星如何形成以及地球和火星之間地質差異的新見解，這些差異也可提供維持行星可居住性的線索。

該論文的第二作者、馬里蘭大學地質學副教授Vedran Lekic提到，有了洞察號，我們終於發現火星的中心是什麼，是什麼讓火星與地球如此相似卻又如此不同。

為了解其中差異，研究小組追蹤了火星上的兩次地震事件，一次是由地震引起，另一次是由大型撞擊引起，並探測到了穿過火星地核的地震波。藉由比較地震波在火星內部傳播的走時差異，並與其他地震和地球物理測量結果相結合，結果顯示，火星很可能有一個完全液態的地核，不像地球是液態外核和固態內核的組成。

此外，還推論了火星地核化學成分的細節，比如火星最內層存在大量的輕元素（原子序數低的元素），即硫和氧，並佔地核質量的20％。這一高百分比與地球地核中相對較小的輕元素佔比大相逕庭，意即火星地核的密度遠低於地球地核，更易於壓縮，此差異表明兩顆行星的形成條件不同。

雖然火星目前沒有磁場，由於火星地殼中殘留的磁性痕跡，科學家認為火星曾經有一個類似於地球的磁場。意味著火星是逐漸演變到目前的狀況，從一個潛在的適居環境轉變為一個令人難以置信的惡劣環境。根據研究人員的說法，內部條件在這種演變中起關鍵作用，或是巨大撞擊也可能造成影響。

Lekic提到，即使洞察號任務在經過四年的地震監測後於2022年12月結束，我們仍在分析所收集的數據，洞察號將繼續影響我們對火星和其他行星形成和演變的理解。（編譯／吳典諺）

資料來源：phys.org