最近的數據挑戰了美國太空總署洞察號火星著陸器任務關於火星內部結構的最初發現。研究人員在火星地函底部發現了熔融矽酸鹽層，這表明火星地核比先前估計的更小、更緻密。美國太空總署洞察號任務的第一批數據使科學團隊在2021 年夏天發表的一系列論文中確定了火星的內部結構。然而，從那時起，對強大隕石撞擊產生的新數據的分析發生在2021 年9 月18 日，對這顆紅色星球內部結構的首次估計提出了質疑。

火星內部結構的藝術家視圖，展示了2021 年9 月隕石撞擊的衍射波傳播到洞察號任務的SEIS 地震儀。它們的軌跡穿過地函底部矽酸鹽層下部完全熔融的部分，那裡的地震速度很低。圖片來源：IPGP / CNES / N. Starter

透過研究這次撞擊產生的波的傳播時間，由法國國家科學研究中心巴黎地球物理研究所研究員亨利·塞繆爾領導的國際小組，在法國國家太空研究中心和法國國家研究中心的支持下，由法國國家科學研究中心、ISAE-SUPAERO 和巴黎西岱大學的科學家組成， 以及來自比利時皇家天文台、馬裡蘭大學和布里斯託大學、蘇黎世理工學院、俄羅斯科學院和美國宇航局噴氣推進實驗室的合著者，證明了在天體底部存在熔融矽酸鹽層。火星地幔覆蓋在金屬核心上。這個新的結構模型於今天（2023 年10 月25 日）發表在《自然》雜誌上，不僅與所有可用的地球物理數據更加一致，而且更好地解釋了火星自形成以來的演化。特別是，火星地函這種分層的證據闡明了2021 年9 月隕石撞擊產生的衍射波在地震速度較低的基底層較低且完全熔融的部分中的軌跡，異常緩慢的傳播（迄今為止無法解釋） 。此外，如先前所假設的，對於幾個較舊的地震事件，在火星表面測量的波的到達時間與熔融層頂部（位於金屬核心上方幾十公里處）而不是核心處的剪切波反射兼容。最後，此基底層的存在有助於解釋觀測到的距離火星最近的衛星火衛一的軌跡。事實上，基底層的上部和部分熔融部分有效地消散了火衛一引力所產生的變形。相較之下，該層上方的固體地函更加堅硬，且地震衰減能力較差，正如在火星表面檢測到的與相對較低震級的地震事件相關的波所顯示的那樣。CNRS 研究員兼IPGP 地球動力學家Henri Samuel 解釋了在《自然》雜誌上發表的一篇文章中提出的火星內部結構的新模型。這項研究由美國太空總署洞察號任務的科學家進行，提出火星地函是不均勻的，由覆蓋火星核心的一層熔融矽酸鹽組成。這個模型是利用隕石撞擊後在火星上記錄的地震數據建立的，它解釋了所有的地球物理觀測結果，徹底改變了我們對紅色星球內部結構及其演化的看法。圖片來源：IPGP地函底部存在此熔融層意味著金屬核比先前的地震估計小150 至170 公里（即半徑1650±20 公里），密度高5 至8%（即6.5 g/cm3） 。因此，這種更緻密的核心將由比以前所需的輕元素更少的合金組成，並且與火星隕石和高壓實驗分析的宇宙化學數據更相容。因此，研究小組提出，火星可能經歷了早期的岩漿海洋階段，其結晶在地函底部產生了一個富含鐵和放射性元素的穩定層。後者釋放的熱量在地核上方生成了一層熔融矽酸鹽基底層，上面覆蓋著一層較薄的部分熔融層。研究進一步指出，地函的這種分層使金屬核心絕緣，從而防止其冷卻並產生熱動力。「地函底部的液體層對火星金屬核心的熱覆蓋意味著，在火星演化的前500-8 億年中，需要外部來源來產生火星地殼記錄的磁場。 這些來源可能是能量撞擊，也可能是與古代衛星的引力相互作用產生的核心運動，而這些衛星後來就消失了。」亨利·塞繆爾解釋。火星地函內部的這種分層結構與地球形成鮮明對比，顯示這兩顆行星的內部演化不同。ISAE-SUPAERO 研究工程師、該研究的合著者梅蘭妮·德里洛(Mélanie Drilleau) 解釋說：「火星地幔中這種分層的發現開闢了新的研究視野，因為洞察號任務的SEIS 儀器記錄的地震資料現在將根據這種新範式重新考慮。”