摘要：科学界一个悬而未决的谜题终于有了答案。最新发表在《自然》（Nature）杂志上的研究显示，火星内部并非完全液态，而是和地球一样，拥有一个固态内核，外层则包裹着液态金属。这一发现由中国科学技术大学毕慧星团队与国际合作者完成，依托美国“洞察号”（InSight）火

科学界一个悬而未决的谜题终于有了答案。最新发表在《自然》（Nature）杂志上的研究显示，火星内部并非完全液态，而是和地球一样，拥有一个固态内核，外层则包裹着液态金属。这一发现由中国科学技术大学毕慧星团队与国际合作者完成，依托美国“洞察号”（InSight）火星探测器的地震学数据完成，极大推动了人类对火星演化历史的理解。

长期以来，科学家一直在争论：火星的核心是否像地球一样存在固态中心？还是因为体量较小、冷却较快而未能形成这样的结构？过去“洞察号”传回的数据曾被解释为一个巨大的、低密度的液态核心，没有证据表明存在固态层。而最新的分析通过对特定类型地震波的精细筛选与新方法处理，从海量噪声中提取出微弱信号，首次揭示了火星半径约610公里的固态内核。

这项成果不仅解答了“火星核心是否固化”的疑问，更意味着火星在早期可能曾拥有类似地球的地磁发电机机制（dynamo effect）。这也为解释火星曾经存在磁场、却在后期消失、最终导致大气流失和水体蒸散，提供了新的物理依据。

早在数十亿年前，火星可能并非如今这般寒冷干燥，而是一个更接近地球的星球。表面上流淌的河流、湖泊，甚至可能存在的海洋，都暗示着当时有更厚的大气层保护和调节温度。然而，如今的火星只剩稀薄的大气和荒凉的沙漠，失去水源的支撑，也让生命的可能性大打折扣。

造成这一巨大反差的核心疑问是：火星为什么失去了磁场？

在地球，液态外核与固态内核之间的热流驱动着对流运动，产生电流和磁场，形成地球磁层，为我们抵御来自太阳的高能粒子侵袭。但火星如今几乎没有全球性磁场，科学家推测它曾经拥有过类似的“地磁发电机”，后来却因为核心逐渐冷却、内部活动减弱而停止。结果，太阳风无情地剥蚀了火星大气，使其逐渐变得干燥寒冷。

支持这一假说的证据，来自火星表面的“残余磁化”岩石。某些古老的岩层带有磁化特征，说明当时确实存在过强大的行星磁场。这些证据与古代水体遗迹——干涸的湖床、河谷，以及富含水形成矿物的沉积物——共同勾勒出一幅更为温暖湿润的远古火星图景。

要真正解开火星磁场消失的原因，必须深入探测其内部结构。2018年，NASA发射的“洞察号”（InSight）火星探测器成功登陆，带去了一台极为灵敏的地震仪。这是人类第一次系统性地监听火星内部的“地震”，并借助地震波的传播特征来探测行星内部。

2021年，瑞士苏黎世联邦理工学院的西蒙·斯塔勒（Simon Stähler）团队，首次公布了火星核心的震波证据。他们得出的模型显示：火星核心是一个直径约3600公里、密度较低的巨大液态金属球体，里面富含硫、碳、氢等轻元素。这一模型在当时被视为里程碑式突破，但没有检测到固态内核的迹象。

然而，2023年法国巴黎大学的亨利·塞缪尔（Henri Samuel）等人修正了核心尺寸和密度的参数，使得“液态核心”模型更符合其他证据，但依然留下一个悬念：火星的核心是否正在逐渐结晶？

这一科学悬念，直到最新的中国科学技术大学团队成果，才迎来了关键证据：固态内核的存在。它意味着火星内部并未彻底冻结，而是仍在经历动态演化，只不过规模和能量远不及地球。

火星核心结构的最新发现，不仅仅是对一个“行星地质谜题”的解答，它还深刻影响着我们对宜居性的认知。固态内核的存在表明，火星早期很可能拥有过足够活跃的动力机制，足以驱动全球磁场，并在相当长的一段时间内维持浓厚大气和液态水。这意味着，远古的火星或许确实具备孕育生命的条件。

然而，随着星球逐渐冷却、磁场消失、大气层被太阳风剥离，火星逐步走向今日的荒凉与干旱。这一过程不仅揭示了火星的命运，也为地球和其他类地行星提供了警示：行星的内部演化与表面环境之间存在紧密联系，磁场与大气之间的相互作用决定了星球能否长期宜居。

在更广阔的科学视角下，这项研究也将影响人类对系外行星的探索。我们不仅会关注一颗行星是否在“宜居带”内，还必须问：它的内部是否足够活跃？是否具备产生和维持磁场的能力？这类问题将成为判断一颗行星能否真正支持生命的重要标准。

未来，更多任务将接力继续探寻。NASA 的“毅力号”仍在寻找古代生命迹象，欧洲的 ExoMars 任务正在研究大气痕量气体，后续的深空探测器或许能更直接验证火星内部的动态变化。而随着数据不断积累，我们对火星的理解将愈加清晰。

这一次，火星的固态内核不仅为科学家们带来答案，更为人类提出新的追问：生命存在的关键条件究竟是什么？在浩瀚星海中，还有多少“火星式”的故事等待我们揭晓？

来源：老胡科学一点号