火星存在固态内核 — 来自地震学的证据 

孙道远 教授

中国科技大学

2025.10.24（星期五）15:00，理教206

摘要：

        对于行星而言，探究其核的结构是理解行星形成、演化及磁场机制的关键。固体内核是否存在，能够为我们揭示行星的组成和演化历史提供重要线索。以火星为例，尽管科学家早已确认其核心至少部分为液态，但其是否存在固体内核长期存在争议。基于美国国家航空航天局“洞察号”（InSight）探测器记录的火震数据，我们首次确证火星存在固体内核。通过引入火震阵列分析方法，我们成功识别出穿越火星核心的关键震相。观测结果显示，穿过火星核深处的PKKP震相到时较仅考虑液态核模型提前约50–200秒，这一差异表明火星核心具有分层结构：外层为液态核，内部为固态内核。更重要的是，我们首次在火星上观测到被视为固态内核标志的PKiKP震相。综合不同震相的分析结果，火星固态内核半径约为600公里，占火星半径的五分之一；外核与内核之间存在约30%的波速跳变和约7%的密度差异，暗示其可能由富含轻元素的结晶铁镍合金组成。火星固态内核的确认，为理解火星内部结构、热演化历史及磁场的起源与消失提供了关键约束，也为比较地球与其他类地行星的内部演化过程提供了重要参考。

报告人简介：

     孙道远，中国科学技术大学教授、博士生导师。2000年获中国科学技术大学固体地球物理学士学位，2009 年博士毕业于加州理工学院，2010-2011年在华盛顿卡内基学院地球磁场系(Carnegie Fellow)，2012–2014年在南加州大学地球科学做博士后研究。主要从事地球深部地震学结构成像、地震波传播理论和计算、其他行星及月球内部结构等方面的研究。现担任Geophysical Research Letters主编、《地球物理学报》、《地震学报》及《地球与行星物理论评》编委。