火星核心是液態的,這意味深長

“科學家們花了數百年的時間探測地球的核心;繼阿波羅任務後,又花了40年時間測量月球的核心。

而在火星上,我們只用了兩年。

——Simon Stähler

火星核心是液態的,這意味深長

自2018年底“洞察”號登陸火星,科學家就一直在記錄火星上的

地震

活動。

至今,“洞察”號搭載的探測器已經記錄了733次不同的火星地震,這為科學家瞭解火星的內部構造提供了關鍵的資料支援。

【注:雖然數量不少,但大都很微弱,達到3。0-4。0級的地震只有35次左右】

基於這些資料,7月22日,《科學》雜誌刊載的三篇論文詳細介紹了火星的內部組成,其中確認了一條關鍵資訊:

火星的中心是熔融的。

火星核心是液態的,這意味深長

地震波在星球內部的不同介質中傳播時,其速度和形狀各不相同。因此,透過記錄地震波(

紅線

)從震源(

紅點

)到 InSight(白點)的過程,科學家們可以推測火星的內部結構。

和地球一樣,火星從表到裡也是由地殼-地幔-地核組成。

不過火星的地殼很薄,測算的深度只有不到100公里。與地球不同,火星的地殼似乎是一個巨大的完整板塊,而非幾個構造板塊的組合(當然,斷層、岩石裂縫還是有的)。

和地殼相比,火星的地幔就厚多了,大約1560公里。

不過最有趣的還是火星的核心,它的半徑竟然有1830公里。此外,透過對地震波進行分析,科學家發現火星的核心呈現出

熔融態

的特徵。

這個發現意義重大。

火星核心是液態的,這意味深長

我們從頭說起。

早在1965年,第一個成功“路過”火星的探測器(“水手4號”)就發現,

火星上幾乎沒有磁場

這個問題很嚴重。沒有磁場,意味著火星直接暴露在太陽風的威脅之下。而被太陽風洗禮的水分子會直接分解掉。

換言之,現在的火星表面幾乎不可能有水,更別提智慧生命了。這給了科學家們第二次打擊。

誒,第二次打擊?那第一次是啥呢?

第一次是金星。

今天,火星幾乎是太空移民的頭號選項。然而幾十年前,科學家們之所以開展火星探測,一定程度上是

金星

“潑冷水”

的結果。

美國登月成功後,人們不禁產生了一個設想:

“咱們能不能找個第二故鄉出來呢?”

這一找,還真有,那就是

“金星”

站在當年的觀測水平來看,金星無論是體積、質量、引力都和地球差不多。更重要的是,金星上有一層足夠濃密的大氣。相比之下,火星在以上所有條件裡都不如金星。

於是,一個接一個的探測器就飛上去了。

很可惜,金星雖然有厚厚的大氣,但大氣中滿是二氧化碳。這種溫室氣體讓金星表面的平均溫度飆到了400℃……金星作為“第二故鄉”的可能性瞬間被排除。

本來是找個第二故鄉,結果找了個“超級烤箱”,你說這情何以堪呢。

火星核心是液態的,這意味深長

回到火星。

剛剛提到,火星上幾乎沒有磁場,這讓尋找“第二故鄉”的科學家們大失所望。那我們就要進一步追問:火星為啥沒有磁場呢?

這個問題暫時還沒有答案。不過我們可以從地球的磁場入手,來推測火星的情況。

【注:嚴格來說,咱們地球的磁場到底是怎麼來的,這個問題還在“理論猜想”層面徘徊。】

先說

原理

你拿著一個磁鐵,反覆戳下面這個閉合線圈,就會產生電流;而運動的電流就會產生磁場。

簡單吧~

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再看

地球

地球的地核分為內、外兩部分,主要成分都是鐵和鎳。

核心外核成分相近,形態卻不同。核心裡壓強極大,鐵和鎳基本不會流動;而外核的流動性就比較好。

核心外核並沒有相互隔絕,而是在相互流動、轉化,再結合地球的自轉,就讓地核近似成了一個轉起來的線圈。

線圈有了,手裡的磁鐵在哪呢?

最常見的解釋和

高溫

有關。地球內部溫度非常高。在高溫下,地球的內部形成了一個導電的等離子體——這就是“磁鐵”。

“磁鐵”和“轉動的線圈”都湊齊了,我們的地球才有了磁場,進而有效抵禦太陽風的侵襲。

火星核心是液態的,這意味深長

火星為什麼幾乎沒有磁場?

如果咱們把剛剛的理論往上“套”,結論就呼之欲出了:

也許火星的核心已經不怎麼流動,甚至完全冷卻了——成了個實心的球。

這也是過去主流的猜想之一。

但是,正如開頭介紹的那樣:經過兩年的研究,科學家們確認

火星的中心(至少有一部分)是熔融的。

“線圈”很可能是存在的。

這意味著,過去的認知也許會被顛覆,作為“預·第二故鄉”的火星或將呈現給我們一個全新的面貌。

當然,火星的研究遠遠沒有結束。我們仍不確定這層熔融物質的底下,是否會有像地球那樣的固體核心。

“We’d still love to see the big one”

——JPL’s Mark Panning,

co-lead author of the paper on the crust。

火星核心是液態的,這意味深長

1987年,人類試圖靠自己打造一個獨立的生態系統:“生物圈2號”。

1991年9月26日,隨著8名科研人員的進駐,這個系統正式開始執行。

理想很美好,現實很骨感。

勉強維持了三年後,1995年1月,最後一批“居民”從“生物圈2號”撤出。

之後,這個花費了2億美元建造的設施被改造成科學實驗室,成果頗豐。其中幾處設施向公眾開放,成為景點之一。

火星核心是液態的,這意味深長

人類尋找“第二故鄉”的理想矢志不渝,新家園的道路卻是坎坷而艱辛。

“生物圈2號”或許是一場失敗,卻也是一個警醒。

當我們壯志凌雲,奮力“擺脫大地狂野的束縛,去觸控上帝的臉”,別忘了“生物圈1號”——地球。