火星作為太陽系內(nèi)與地球環(huán)境最為相似的類地行星，一直是行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化研究的重要對象，也是深空探測的核心目標(biāo)之一。但對行星深部結(jié)構(gòu)的探測向來充滿挑戰(zhàn)。

以地球?yàn)槔?，科學(xué)家直到1936年才通過地震波首次推測內(nèi)核的存在，而徹底確認(rèn)固態(tài)內(nèi)核存在竟耗時(shí)近半個(gè)世紀(jì)，至20世紀(jì)80年代才完成。

相比之下，對火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索難度更大，2018年人類才首次獲得火星震直接觀測數(shù)據(jù)。盡管截至目前已記錄上千次火震數(shù)據(jù)，但信號微弱和噪聲干擾等問題，嚴(yán)重限制了對火星深部結(jié)構(gòu)的研究。

為突破這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入火震陣列分析方法，對23個(gè)信噪比較高的火震事件數(shù)據(jù)展開深入分析，成功提取出穿過火星核的關(guān)鍵震相。

研究發(fā)現(xiàn)，火星核具有分層結(jié)構(gòu)：外層為液態(tài)核，而更深部則存在一個(gè)波速更高的固態(tài)內(nèi)核。

在進(jìn)一步分析中，研究團(tuán)隊(duì)首次在火星上識別出被視為“固態(tài)內(nèi)核標(biāo)志”的震相信號。這一發(fā)現(xiàn)為火星存在固態(tài)內(nèi)核提供了直接證據(jù)。

結(jié)合不同火核震相，團(tuán)隊(duì)測得火星固態(tài)內(nèi)核半徑約600公里，占火星半徑的1/5。若將火星按比例放大至地球大小，其內(nèi)外核結(jié)構(gòu)比例與地球高度接近。

該研究首次在地球以外的行星中確認(rèn)了固態(tài)內(nèi)核的存在，突破性地證實(shí)了火星與地球相似的核幔分異結(jié)構(gòu)。