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火星核心形成速度远超地球

IP属地 江苏南通 编辑:沈瑾瑜 中关村在线 时间:2025-06-03 20:32:04

一项最新研究显示,火星核心的形成速度远超地球,仅在太阳系诞生后的几百万年内就已完成,而地球核心则花费了约十亿年才逐步形成。

与地球类似,火星的内部结构也呈现分层特征,包括外壳、幔层以及由固态和液态金属构成的核心。这种结构的形成过程被称为“分异作用”,即不同密度的物质在重力作用下分离:重元素如铁和镍向内沉降形成核心,较轻的硅酸盐物质则留在外部。

当前科学界普遍认为,行星核心的形成受到放射性同位素如铝-26 和铁-56 衰变所释放热量的驱动,这些热量使内部物质熔融,从而促使重元素下沉。这一机制被用来解释地球核心的缓慢形成过程。然而,通过对火星陨石中同位素的研究,科学家发现火星核心的形成时间远远短于地球,仅需几百万年,这对传统理论模型提出了挑战。

来自 NASA 约翰逊航天中心的一个研究团队提出了一种新的解释。他们指出,火星大约在 45 到 46 亿年前形成于原行星盘中,位于富含重元素的内盘与以轻元素为主的外盘交界区域。这种特殊的位置使得火星周围同时存在大量铁、镍等金属元素,以及氧、硫等轻元素。

研究人员通过实验加热含有硫酸盐成分的岩石样本至超过 1020 摄氏度,模拟早期火星环境。在此过程中,硫化物熔融而硅酸盐岩石保持固态。借助 X 射线断层扫描技术,他们观察到熔融的硫化物沿着固体岩石的微小裂缝流动并逐渐沉积,从而形成类似核心的结构。这种机制无需整个行星完全熔融,仅需数百万年即可完成核心的形成。

为验证该机制是否适用于真实的天体环境,研究团队还对陨石中的化学成分进行了深入分析。项目负责人 Sam Crossley 表示,他们通过熔融含有铂族元素的合成硫化物,在实验室中成功重现了某些富氧陨石中的独特化学特征,这表明硫化物渗流确实可能在早期太阳系中发生过。

此外,研究还推测,火星核心中含有较高比例的硫元素。这种元素具有类似臭鸡蛋的气味,未来有望通过进一步探测任务加以验证。

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