美國國家航空暨太空總署（NASA）”洞察”號（InSight）的最新研究揭示了包裹在火星內核周圍的液態矽酸鹽”毯子”，為了解火星的進化史以及火星喪失維持生命的潛力提供了新的線索。”洞察”火星任務幫助科學家繪製了火星的內部結構圖，包括火星核心的大小和組成，並提供了有關火星動盪形成的一般提示。

藝術家描繪的包裹火星核心的液態矽酸鹽層。圖片來源：IPGP / CNES / N. Starter

然而，發表在《自然》（Nature）雜誌上的一篇新論文的發現可能有必要將這些數據重新分析。一個國際研究團隊在火星金屬內核上發現了熔融矽酸鹽層–這為了解火星如何形成、演化並變成今天這顆貧瘠的行星提供了新的視角。

新的地震發現

研究小組的論文發表於2023年10月25日，詳細介紹了利用地震資料定位和識別位於火星地函和地核之間的一層薄薄的熔融矽酸鹽層（構成火星和地球地殼和地函的岩石礦物）。透過發現這個熔融層，研究人員確定火星的內核比以前估計的密度更大、體積更小，這一結論與其他地球物理數據和火星隕石分析更加吻合。

論文合著者、馬裡蘭大學地質學教授維德蘭-萊基奇（Vedran Lekic）將熔融層比作覆蓋火星內核的”加熱毯”。

萊基奇說：「這一『毯子』不僅能隔絕來自地核的熱量，防止地核冷卻，還能集中放射性元素，這些元素的衰變會產生熱量。當這種情況發生時，內核很可能無法產生對流運動，從而產生磁場–這可以解釋為什麼火星周圍目前沒有活躍的磁場。”

對火星生命的影響

如果火星周圍沒有發揮作用的保護性磁場，那麼像火星這樣的陸地行星將極易受到惡劣太陽風的影響，並失去其表面的所有水分，從而無法維持生命。萊基奇補充說，地球和火星之間的這種差異可能歸因於內部結構的差異以及兩顆行星不同的行星演化路徑。

論文的第一作者、法國國家科學研究中心的科學家亨利-塞繆爾（Henri Samuel）說：”地函底部的液態層對火星金屬內核的熱覆蓋意味著，在火星演化的最初5億至8億年間，火星地殼中記錄到的磁場的產生需要外部來源。這些來源可能是高能量撞擊或與古代衛星的引力相互作用產生的核心運動，這些衛星後來都消失了。”

研究團隊的結論支持這樣的理論，即火星曾經是岩漿的熔海，後來結晶並在火星地函底部產生了一層富含鐵和放射性元素的矽酸鹽熔體。放射性元素產生的熱量將大大改變這顆紅色行星的熱演化和冷卻歷史。

後果與未來研究

萊基奇說：「這些地函層如果廣泛存在，會對地球的其他部分產生相當大的影響。它們的存在有助於告訴我們磁場是否能夠產生和維持，行星如何隨時間冷卻，以及行星內部的動態如何隨時間變化。”

在收集了四年多的火星數據後，NASA的”洞察”號因為過多火星塵土覆蓋而沒有足夠能源持續工作，任務於2022年12月正式結束，但對觀測結果的分析仍在繼續。塞繆爾、萊基奇和他們的合著者是最新的研究人員之一，他們利用地震學重新審視了先前的火星模型，確認了火星的結構和動盪歷史。

萊基奇說：『熔融層的這項新發現只是我們繼續從已完成的InSight任務中學習新知識的一個例子。我們希望，我們利用地震資料收集到的關於行星演化的信息，能為未來前往其他行星如月球等天體和金星的任務鋪平道路。”