科學家模擬火星的核心,以研究組成和起源

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 21 日 8:45 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly


鐵硫合金被認為是火星的核心組成,在地球的實驗首次揭示了火星的地震特性。此資訊將與火星太空探測器在不久將來進行的觀測結果比較。無論實驗和觀測結果是否吻合,都將驗證火星構成的現有理論,或對起源提出質疑。

長期以來,有種理論認為火星的核心可能由一種鐵硫合金組成,但是鑑於地球核心對我們來說太難接近,直接觀測火星核心可能還要再等一段時間。這就是為什麽地震細節如此重要,因地震波類似非常強大的聲波,可穿透一顆行星,並提供內部構造資訊。

東京大學地球與行星科學系的助理教授西田圭佑(Keisuke Nishida)提到,NASA 洞察號火星探測器已在火星收集地震資料,然而即使有地震資料,若不知火星核心的鐵硫合金地震特性,收集到的地震資料也無法判讀。

(Source:Mars Daily

利用微尺度高壓實驗,Nishida 團隊測量了鐵硫合金中 P 波的速度。一種熔化的鐵硫合金,熔點剛好高於攝氏 1,500 度,壓力為 13Gigapascals(GPa),P 波速度為每秒 4,680 公尺(比空氣中音速快 13 倍,空氣中音速是每秒 343 公尺)。

研究人員使用叫 Kawai 式多砧壓力機的設備將樣本壓縮到上述壓力,並使用來自 KEK-PF 和 S Pring-8 兩個同步加速器的 X 射線幫助樣本成像,然後計算 P 波值。

Nishida 說,根據研究結果,可和火星地震數據比對,判斷火星地核是否主要由鐵硫合金組成。如果不是,就將告訴我們火星的起源。例如,如果火星的核心包括矽和氧,就像地球,意謂火星形成時遭受巨大的撞擊。如此,火星是由什麽組成的,又是如何形成的?我們很快就會知道了。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay

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