摘要：2025年9月3日，中国科学技术大学孙道远教授和毛竹教授团队，在《自然》上发了篇挺重磅的论文，他们靠NASA洞察号的火震数据，第一次实锤火星内部有个固态内核，半径大概600千米，成分还可能是掺了轻元素的铁镍合金。

2025年9月3日，中国科学技术大学孙道远教授和毛竹教授团队，在《自然》上发了篇挺重磅的论文，他们靠NASA洞察号的火震数据，第一次实锤火星内部有个固态内核，半径大概600千米，成分还可能是掺了轻元素的铁镍合金。

这事儿可不是小发现，要知道这是人类头回在地球以外的行星上，确认固态内核存在。

想摸清行星内部结构，火震波是个好工具。就像咱们拍CT靠X光，研究火星内部就靠火震波，波在不同物质里跑的速度、形状不一样，科学家就能顺着这些变化猜内部结构。

地球和月球的内部结构，比如地核、月核，都是这么发现的，1936年地震学家就是靠地震波才推测出地球内核存在。

但火星探测这事，难就难在火星太“安静”。地球板块活跃，地震多；火星板块要么没有要么特弱，整个火星壳像块大铁板。

虽说火星还在冷却，收缩时会让壳子产生火震，但震级都特别低，想探测分析简直是大海捞针。

还好有洞察号。2018年5月，NASA从加州范登堡空军基地把它送上天。飞了6个多月，当年11月才在火星埃律西昂平原落地。

这探测器名字挺有意思，InSight是“基于地震调查、大地测量与热传导的内部探索”的缩写，说白了就是给火星“体检”，测“心跳”（火震）、量“体温”（内部温度）。

它带了个法国做的火震仪SEIS，2019年2月布到火星表面后就开始工作，直到2022年底任务结束，一共记了1300多次火震。说实话，没有这些数据，后面的研究根本无从谈起。

以前研究火星，大多盯着大气和表面，内部就是块“盲区”，洞察号算是把这块盲区撕开了个口子。

本来想靠着这些数据，科学家能很快摸清火星核情况，可2021年瑞士苏黎世联邦理工学院的团队研究后，也只确定火星核从地下1560千米开始，半径约1830千米，跟火星半径的一半差不多。

至于这火星核是固态还是液态，当时没搞清楚，这就给后续研究留了个大问题。

孙道远和毛竹教授的团队，就是来解决“火星核是否固态”这个问题的。但他们手里的牌有点少，火星上只有洞察号这一台火震仪，跟地球上海量地震监测设备比，差得不是一点半点。

无奈之下，团队想了个巧招：把地球用的地震阵列分析技术改了改，用到火震研究上。

简单说就是，把多个火震事件里，从相近角度来的震波，调整时间后叠在一起，弄出个“虚拟阵列”。这么一弄，深部震相的信噪比一下子就提上来了，原本微弱的信号也能看清了。

科学家分析火震波有套方法，比如P波穿地壳地幔，K波穿外核，I波穿内核，还有从内外核边缘反弹的i波。

团队就盯着这些波的传播路径找线索，尤其是那些穿过火星再反射回来的波，这些波虽然线路绕、能量弱，但藏着核心区域的关键信息。

他们挑了23个信噪比高的火震事件数据来分析，提取出了PKPPKP波、PKKP波这些能穿火星核的震相。

结果发现，实际观测到的PKKP波到达时间，比“火星核全是液态”的模型预测早了50到200秒。很显然，波在固体里跑得比液体快，这就说明火星核不是全液态，里面肯定有固态部分。

更关键的是，他们还找到了PKiKP波，这波被称作“固态内核标志”，路径是穿地壳地幔、进外核、从内核反弹、再回外核，最后穿地幔地壳出来。

有了这个波，火星有固态内核的证据就更实了。团队还算出，这固态内核半径约600千米，差不多是火星半径的1/5，内外核比例跟地球还挺像。

老实讲，能靠单台仪器搞出这么多成果，除了数据扎实，方法创新是真的关键。要是还按老办法死磕单条数据，怕是很难有这个突破。

确认了固态内核，更重要的是搞清楚它意味着啥。

先说说成分，2021年瑞士团队算过火星核密度，推测里面除了铁镍合金，还得有硫这些轻元素。中科大团队进一步分析发现，火星核里可能有12%到16%的硫、6.7%到9%的氧，还有不超过3.8%的碳。

这些轻元素可不是摆设，它们或许能解释火星磁场的“消失之谜”。火星早期是有磁场的，后来不知为啥没了。

行星磁场大多跟核心的“行星发电机”效应有关，核心成分和状态变了，磁场可能就跟着没了。如此看来，火星固态内核里的轻元素，说不定就是解开这个谜题的关键。

对咱们探火计划来说，这发现也挺有用。中国之前天问一号任务挺成功，接下来2028年左右要搞天问三号火星采样返回。

有了这次对火星内核的了解，后面采样时就能更有针对性，比如找能验证内核成分的样品，进一步搞清楚火星演化的事儿。

美国那边也在筹划火星采样返回，以后说不定还能在这方面合作，互相印证数据。

不光是火星，这方法还能用到其他天体探测上。比如中国嫦娥五号、六号带回了月球样品，以后载人登月时，说不定也能用地震学方法测月核。

还有木星、土星的卫星，比如木卫二、土卫二，想探它们的内部，这次火星研究的经验也能参考。

毫无疑问，这次中国团队的发现，不光填补了地外行星固态内核研究的空白，还给后面的深空探测指了条路。

从盯着火星表面，到能“看透”它的内核，咱们对太阳系行星的了解，又深了一步。以后再研究其他行星的内部结构，说不定都会从这次的成果里找灵感。

来源：青溪史社