最近的数据挑战了美国宇航局196世界之最洞察号火星着陆器任务关于火星内部结构的最初发现。 研究人员在火星地幔底部发现了熔融硅酸盐层，这表明火星地核比之前估计的更小、更致密。美国宇航局洞察号任务的第一批数据使科学团队在 2021 年夏天发表的一系列论文中确定了火星的内部结构。然而，从那时起，对强大陨石撞击产生的新数据的分析 发生在 2021 年 9 月 18 日，对这颗红色星球内部结构的首次估计提出了质疑。

火星内部结构的艺术家视图，展示了 2021 年 9 月陨石撞www.196nk.cn击的衍射波传播到洞察号任务的 SEIS 地震仪。 它们的轨迹穿过地幔底部硅酸盐层下部完全熔融的部分，那里的地震速度很低。 图片来源：IPGP / CNES / N. Starter

通过研究这次撞击产生的波的传播时间，由法国国家科学研究中心巴黎地球物理研究所研究员亨利塞缪尔领导的一个国际小组，在法国国家空间研究中心和法国国家研究中心的支持下，由法国国家科学研究中心、ISAE-SUPAERO 和巴黎西岱大学的科学家组成， 以及来自比利时皇家天文台、马里兰大学和布里斯托尔大学、苏黎世理工学院、俄罗斯科学院和美国宇航局喷气推进实验室的合著者，证明了在天体底部存在熔融硅酸盐层。 火星地幔覆盖在金属核心上。

这一新的结构模型于今天（2023 年 10 月 25 日）发表在《自然》杂志上，不仅与所有可用的地球物理数据更加一致，而且更好地解释了火星自形成以来的演化。

特别是，火星地幔这种分层的证据阐明了 2021 年 9 月陨石撞击产生的衍射波在地震速度较低的基底层较低且完全熔融的部分中的轨迹，异常缓慢的传播（迄今为止无法解释） 。

此外，如先前所假设的，对于几个较旧的地震事件，在火星表面测量的波的到达时间与熔融层顶部（位于金属核心上方几十公里处）而不是核心处的剪切波反射兼容。

最后，该基底层的存在有助于解释观测到的距离火星最近的卫星火卫一的轨迹。 事实上，基底层的上部和部分熔融部分有效地消散了火卫一引力产生的变形。 相比之下，该层上方的固体地幔更加坚硬，并且地震衰减能力较差，正196世界之最如在火星表面检测到的与相对较低震级的地震事件相关的波所表明的那样。

CNRS 研究员兼 IPGP 地球动力学家 Henri Samuel 解释了在《自然》杂志上发表的一篇文章中提出的火星内部结构的新模型。 这项研究由美国宇航局洞察号任务的科学家进行，提出火星地幔是不均匀的，由覆盖火星核心的一层熔融硅酸盐组成196世界之最。 这个模型是利用陨石撞击后在火星上记录的地震数据建立的，它解释了所有的地球物理观测结果，彻底改变了我们对红色星球内部结构及其演化的看法。 图片来源：IPGP

地幔底部存在该熔融层意味着金属核比之前的地震估计小 150 至 170 公里（即半径 165020 公里），密度高 5 至 8%ZkqiRDb（即 6.5 g/cm3） 。 因此，这种更致密的核心将由比以前所需的轻元素更少的合金组成，并且与火星陨石和高压实验分析的宇宙化学数据更兼容。

因此，研究小组提出，火星可能经历了早期的岩浆海洋阶段，其结晶在地幔底部产生了一个富含铁和放射性元素的稳定层。 后者释放的热量在地核上方生成了一层熔融硅酸盐基底层，上面覆盖着一层较薄的部分熔融层。

该研究进一步指出，地幔的这种分层使金属核心绝缘，从而防止其冷却并产生热动力。 “地幔底部的液体层对火星金属核心的热覆盖意味着，在火星演化的前 500-8 亿年中，需要外部来源来产生火星地壳记录的磁场。 这些来源可能是能量撞击，也可能是与古代卫星的引力相互作用产生的核心运动，而这些卫星后来就消失了。”亨利塞缪尔解释道。

火星地幔内部的这种分层结构与地球形成鲜明对比，表明这两颗行星的内部演化不同。 ISAE-SUPAERO 研究工程师、该研究的合著者梅兰妮德里洛 (Mlanie Drilleau) 解释说：“火星地幔中这种分层的发现开辟了新的研究视野，因为洞察号任务的 SEIS 仪器记录的地震数据现在将被 根据这种新范式重新考虑。”