中国科大首次确证火星存在固态内核

9月4日讯，据中国科学院消息，近日，中国科学技术大学教授孙道远与毛竹团队联合国外学者，在行星科学研究领域取得重要进展。研究团队通过分析美国国家航空航天局“洞察”号探测器记录的火星地震数据，首次确证火星内部存在一个半径约600千米的固态内核，并揭示其主要成分可能是富含轻元素的结晶铁镍合金。

火星作为太阳系中与地球环境最相似的类地行星，是研究行星内部结构和演化的重要对象。由于探测难度大，直到2018年才首次获得火星震直接观测数据。研究团队创新性地引入火震阵列分析方法，提取出穿过火星核的关键震相，发现实际观测信号比预测提前了50至200秒，表明火星核具有分层结构，外层为液态核，内部存在固态内核。通过进一步分析，团队首次识别出“固态内核标志”的PKiKP震相信号，确认火星存在固态内核。结合不同震相数据，测得火星固态内核半径约600公里，占火星半径的1\/5。若将火星按比例放大至地球大小，其内外核结构比例与地球高度接近。

火震数据显示，火星外核与内核之间存在约30%的波速跳变和约7%的密度差异。分析结果显示，火星核并非纯铁镍构成，还可能包含12%至16%的硫、6.7%至9.0%的氧以及不超过3.8%的碳。这种星核结构为火星磁场从早期活跃到如今沉寂的演化历程提供了重要线索，也为对比地球与其他类地行星的内部演化差异奠定了关键基础。

此次研究首次在地球以外的行星中确认固态内核的存在，证实了火星与地球相似的核幔分异结构。科研团队发展的火星地震学方法，为未来探月等任务探测月球等星体深部结构提供了重要参考。这一成果标志着我国科研团队在行星内部结构探测领域迈出关键一步，彰显了我国在行星科学与地球物理交叉研究中的创新能力与国际影响力。

相关研究成果于9月3日以Seismic Detection of a 600-km Solid Inner Core in Mars为题，在线发表在《自然》（Nature）上。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项（B类）等的支持。