鐵硫合金被認為是火星的核心組成,在地球上的實驗首次揭示了火星的地震特性。這一信息將與火星太空探測器在不久的將來進行的觀測結果作比較。無論實驗和觀測的結果是否吻合,都將驗證火星構成的現有理論,或對其起源提出質疑。
長期以來,有一種理論認為火星的核心可能由一種鐵硫合金所組成。但是鑒於地球的核心對我們來說是多麼難以接近,對火星核心的直接觀測可能要再等上一段時間。這就是為什麼地震細節如此重要的原因,因為地震波,類似於非常強大的聲波,可以穿透一顆行星,並提供內部構造的信息。
東京大學地球與行星科學系的助理教授西田圭佑(Keisuke Nishida)提到,NASA的洞察號火星探測器已經在火星上收集地震資料了。然而,即使有了地震資料,若不知火星核心的鐵硫合金的地震特性,收集到的地震資料也無法判讀。
利用微尺度高壓實驗,Nishida的團隊已經測量了鐵硫合金中P波的速度。一種熔化的鐵硫合金,其熔點剛好高於攝氏1500度,壓力為13 Gigapascals (GPa),其P波速度為每秒4,680公尺(比空氣中的聲速快13倍,空氣中的聲速是每秒343公尺)。
研究人員使用了一種叫做Kawai式多砧壓力機的設備來將樣本壓縮到這樣的壓力。並使用來自KEK-PF和SPring-8兩個同步加速器的X射線來幫助樣本成像,然後計算P波值。
Nishida說,根據他們的研究結果,可以和火星地震數據比對,判斷火星地核是否主要是鐵硫合金組成。如果不是,那將告訴我們火星的起源。例如,如果火星的核心包括矽和氧,就像地球一樣,意謂火星在形成時遭受了巨大的撞擊。如此,火星是由什麼組成的,又是如何形成的?我們很快就會知道了。