中科大地球与行星物理学术报告通知-孙道远

报告摘要：对于行星而言，探索其核的结构是理解行星演化过程和磁场机制的关键。固体内核存在与否，尤其能够为我们揭示行星的形成过程与成分演化提供重要线索。以火星为例，尽管科学家已确认其核至少部分为液态，但火星是否存在固体内核，长期以来一直未有定论。基于美国国家航空航天局“洞察号”（InSight）探测器记录的火震数据，我们首次确证火星存在一个固体内核。我们通过引入火震阵列分析方法，成功提取出穿越火星核的关键震相。实际观测显示，穿越火星核深处的PKKP震相到时，较当前仅考虑液态核的模型预测结果提前了50至200秒。这一差异明确指示火星核具有分层结构：外层为液态核，内部则存在一个波速更高的固态内核。更重要的是，我们首次在火星上识别出被视作“固态内核标志”的在内核反射的PKiKP震相信号。综合不同火核震相的分析结果，我们测得火星固态内核半径约为600公里，约占火星半径的五分之一。火星的外核与内核之间存在约30%的波速跳变和约7%的密度差异，表明火星核可能由富含轻元素的结晶铁镍合金组成。火星固态内核的发现，为构建火星热演化历史和内部化学成分提供了关键约束，也对重新审视火星磁场的起源与消失具有重要意义。通过对火星内核的研究，我们能够更全面地理解行星磁场的产生机制与维持条件，并为比较地球与其他类地行星的内部演化路径奠定重要基础。