第一次!洞察揭示了火星核心的大小

2021年4月5日10:19:50 评论 7

第一次!洞察揭示了火星核心的大小

自2018年登陆火星以来,“洞察”着陆器已经对火星地震进行了500多次测量,揭示了火星内部的一系列结构特征。就在本周,参与该项目的科学家表示,通过倾听行星内部地震波的回声,他们计算出火星核心的半径约为1810-1860公里。与以前的预测相比,火星的核心半径更大,密度更低。这也是人类第一次测量其他行星的核心大小。

作者| Alexandra Witze

翻译|王宇

修订|吴菲

公布的结果显示,火星核心的半径在1810到1860公里之间,大约是地球的一半。这比以前的一些估计要大,这意味着岩心密度低于预测。所以,除了铁和硫,一定还有更轻的元素,比如氧,组成了火星的核心。在最近的月球和行星科学在线会议上,洞察科学家在几份报告中介绍了他们的测量过程和结果。

像地球和火星这样的岩石行星分为三层:壳层、地幔和核心。知道这些圆的大小对于了解行星的形成和演化非常重要。洞察测量将帮助科学家发现当行星冷却时,致密、富含金属的火星核心是如何从岩石地幔中分离出来的。自45亿年前炽热的诞生以来,火星的核心可能一直处于熔融状态。

比较与差异

在此之前,在岩石天体中,只有地球和月球的核心被科学家测量过。现在,有了火星的数据,研究人员可以比较并找到差异,解释太阳系行星的演变。类似于地球,火星曾经有过液体搅动其核心而产生的磁场;但是随着时间的推移,磁场急剧下降,导致火星大气逃逸到宇宙中,表面变得寒冷贫瘠,与地球相比完全不适合生命生存。

3月18日,苏黎世瑞士联邦理工学院的地震学家西蒙斯特勒在一次在线会议上发表了一份预先录制的报告中的核心发现。斯塔勒说,该团队打算将结果提交给同行评议的期刊发表。

法国巴黎地球物理研究所的洞察地震仪团队负责人菲利普洛格诺内在另一次预先录制的演讲中说:“现在,我们有了一个深入核心的深层结构。”

该飞船耗资近10亿美元,于2018年登陆火星,这是人类首次研究这颗红色星球的内部。它的结构类似凤凰,由太阳能电池板供电。探测器降落在火星赤道以北的伊卢泰平原西部。日照充足,地势低,土质细腻,是安全的着陆点,适合放置地震仪。

第一次!洞察揭示了火星核心的大小

为了满足探测所需的精度,地震仪没有集成在航天器的脚上,而是在着陆后由探测器的机械臂放置在火星表面。地震仪听“火星地震”,也就是火星上的地震。到目前为止,Insight已经探测到大约500次火星地震,这意味着这颗行星没有地球活跃,但仍然比月球活跃。洛格农说,大多数火星地震都很小,但其中近50次的震级在2到4级之间,33,354级的强度足以提供关于行星内部的信息。

第一次!洞察揭示了火星核心的大小

像地球上的地震仪一样,Insight通过研究地震波在火星深地幔核心边界的反射来测量火星核心的大小。有识之士已经从这些火星深层地震波中获得了足够的信息来计算核心边界的深度,从而推断出核心的大小。火星地震数据还显示,上地幔在地表以下延伸约700-800 km,其中包含一个增厚的物质区,在此区域内,火星地震的传播会变慢。

为了在行星核心内部重建门槛,其他研究人员在高温高压下挤压不同元素的混合物。华盛顿卡内基科学研究所的地球化学家埃德加斯汀斯特拉说:“洞察对火星核心密度的估计与许多基于实验室的估计一致。”

极限轨道

但是,Insight可能没有足够的时间进行新的发现。Insight在晴好天气阈值下可以提供600~700瓦左右的电量,相当于一台家用搅拌机消耗的电量。但是灰尘覆盖了它2米宽的太阳能电池板,减少了飞船的发电。火星也在向离太阳最远的点移动,这将进一步限制飞船充电的机会。

"这将使我们在接下来的几个月里减少仪器的使用."加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的洞察项目科学家马克潘恩说。

今年1月,团队放弃了德国产的热流探测器,它还有个外号叫鼹鼠。它本应该钻入地下探测热流,但遇到了摩擦问题,无法深埋。事实上,这个

种摩擦问题在探测器发射之前就已经被发现了,但是因急于发射和一定的侥幸心理,问题并没有被解决。

第一次!洞察揭示了火星核心的大小

当从白天进入黑夜时,火星上会发生剧烈的温度变化,反之亦然,这会在洞察号地震仪收集的数据中产生噪声,因为连接它和着陆器的线缆暴露在行星表面。因此,洞察号现在试图将线缆埋到土里,试图隔绝这些影响。

洞察号检测到的地震大多发生在夜晚,因为白天的风会造成太多震动,干扰地震信号。但最近着陆地点附近多风的季节已经结束。科学家团队期待在任务结束前,能在这阵新发现的窗口中尽可能捕获更多地震信号。

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