火星核心可能藏有固態核心

巴伐利亞地球物理研究所的研究團隊透過高壓高溫實驗，探討了火星核心中硫化鐵相的晶體結構與密度。

Man等人發現，化學式為Fe_4+xS₃的高壓硫化鐵相比火星液態核心的密度更高，且若火星中心溫度低於1960 K，Fe_4+xS₃便可能結晶形成固態核心。圖片來源：NASA / JPL-Caltech / 馬裡蘭大學。

與地球核心類似，火星核心主要由熔融的鐵金屬組成。然而，其密度較低，顯示火星核心中可能含有大量較輕的元素，例如硫。

過去認為火星核心的溫度過高，難以形成固態核心，但硫化鐵礦物形成核心的可能性尚未被詳細探討。

巴伐利亞地球物理研究所的研究員Lianjie Man與其團隊表示：「NASA的洞察號任務觀測顯示，火星核心富含輕元素，因為其密度明顯低於鐵鎳合金。從宇宙化學和地球化學的角度來看，火星核心中的輕元素可能包括硫、氧、碳和氫。」

「硫尤其被視為火星核心中主要輕元素的可能性極高，主要因為它是太陽星雲中最常見的中等揮發性元素，且在核心與地函分異過程中具有『親鐵性』。此外，火星核心形成的過程可能不足以還原或達到高溫，使矽或氧成為主要輕元素。」

「洞察號任務的地震與著陸器無線電科學資料證實，火星擁有液態核心，但從地球物理的角度來看，目前無法排除固態核心的存在。」

「若未來的地球物理觀測能驗證火星核心的存在、大小與密度，並結合適當的礦物物理解釋，這將為火星內部組成與溫度，以及早期火星磁場的啟動與終止機制提供重要線索。」

研究團隊透過高壓高溫實驗，探討了火星核心中硫化鐵相的晶體結構與密度。他們指出，若火星中心溫度降至約1960 K以下（此溫度位於該區域的估計範圍內），硫化鐵相可能開始結晶並形成固態核心。

進一步的地球物理測量將有助於確認火星固態核心的實際存在。研究作者表示：「然而，我們的研究支援火星目前或未來冷卻後可能擁有固態核心的潛力。」

這篇研究已發表於《自然通訊》期刊。

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L. Man et al. 2025. The structure and stability of Fe_4+xS₃ and its potential to form a Martian inner core. Nat Commun 16, 1710; doi: 10.1038/s41467-025-56220-2