新研究指出火星形成速度远超地球，“仅”耗时几百万年

6月3日消息，科技媒体Space今天（6月3日）发布博文，报道称最新研究表明火星核心的形成速度远超地球，仅在太阳系诞生后几百万年内完成，而地球核心形成耗时数十亿年。注：火星和地球一样，行星结构分层类似洋葱，从地壳到地幔，再到固态外核和熔融内核。科学家称这种分层为“differentiation”，即不同元素分离，重元素如铁和镍沉入核心，轻元素如硅酸盐留在外层。目前天文学的一个共识是，在铝-26和铁-56等放射性元素衰变释放的热量驱动下，铁和镍在行星内部熔融后沉入核心。
地球核心形成就经历了这一漫长过程，耗时约10亿年。然而，火星陨石中的放射性同位素证据显示，其核心形成仅用了几百万年，这一速度挑战了传统模型。NASA约翰逊航天中心天体材料研究与探索科学（ARES）团队提出了新解释。他们认为，约45亿至46亿年前，火星在原行星盘中形成，位置介于重元素聚集的内盘和轻元素为主的外盘之间，附近既有大量铁和镍，也有氧和硫等轻元素。ARES团队在实验中加热含硫酸盐的岩石样本至超过1020摄氏度，让硫化物熔融但硅酸盐岩石保持固态。借助X射线断层扫描技术，他们观察到熔融硫化物在固体岩石的微小裂缝中渗流，最终沉积。这一过程无需等待整个行星内部熔融，仅几百万年即可形成核心。为验证这一机制是否适用于真实行星环境，团队进一步分析了陨石中的化学痕迹。研究负责人SamCrossley（现任职于亚利桑那大学）表示，他们通过熔融含痕量铂族金属的合成硫化物，重现了富氧陨石中的特殊化学模式，证实硫化物渗流在早期太阳系条件下确实发生。研究还预测，火星核心应富含硫元素，这种元素带有类似臭鸡蛋的气味。