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火星核心可能呈液态

访浙大校友、美华裔科学家费英伟博士

发布时间:2005-06-30来源:作者:3267


    本报讯 在昨天的浙大紫金港,费英伟是惹人注目的:一个扎小马尾辫的中年男人,旁边是蹦蹦跳跳的一个6岁混血女孩。更惹人注目的是他所从事的研究。他是美国“卡内基研究所”地球物理实验室地球研究员,多年来一直从事类地行星内部结构研究。今年5月22日,他在《科学》杂志上发表文章,认为火星核心可能呈液态。
    
    20多年前,费英伟从浙江德清来到浙江大学读书,于1982年毕业于浙江大学地质系。后至中科院继续学习,并赴美获得纽约市立大学博士学位。昨天下午,他以浙大兼职教授的身份重回浙大,为大学生们讲述火星内部的秘密。
    
    火星核心是什么样子?在这个无人能钻入其内部的时代,费英伟通过各种实验和推算认为,火星核心很可能呈液态。“我们从三个互不相联的途径分别证实了这一结果。”
      
    来自“火星探路者”的信息
    
    首先,他们通过“火星探路者”号等火星探测器对火星古地磁进行了调查。从目前火星上的壳层看,越古老的地方,岩石磁性越强,“年轻”的岩石则几乎没有磁性。“这证明火星刚形成时存在古地磁,但以后突然消失了。”地球是一个巨大的磁场,为什么火星上的磁场就消失了?费英伟说形成磁场需要一定的条件,“比如地球内核结晶引起液态外核的对流,像水产生对流一样产生了磁场。”火星在形成时也曾因外部和内部的温差形成磁场,但随着火星形成后,慢慢失去热源,温差越来越小,磁场也随之消失。“如果火星内部如地球一样结晶为固态核,那么现在的火星具有磁场的时间,应该比现在能够观测到的时间更长。”按照目前的推算,如果形成固态核,那么磁场至少存在10亿年以上。而科学家们已经证明,火星上的磁场只存在了5亿年。结论似乎表明火星核心只能是液态。
      
    火星体温高达1700摄氏度
    
    “我们又通过对行星变形的观测来验证这一点。”费英伟说,由于太阳对绕其旋转的行星有吸引力,“当行星运行至太阳比较近时,就会发生明显变形。而行星的核心是固体还是液体,决定其变形特征。固体核心变形小,液体核心变形大。通过对火星变形程度的观测和数据对照,也证明其核心是液态的。”
    
    此后,费英伟又在实验室里模拟火星核心部位的元素组成材料,找出这种材料的熔融点,以证明这种物质的状态。“火星核心被认为是由铁和硫组成的,我们从实验得出的火星核心熔融点很低,约为1300多摄氏度,但是我们现在认为火星内部核心的温度至少有1700摄氏度。由此判断火星核心是液态的。”
      
    通过火星了解地球
    
    有研究人员认为,费英伟的发现有助于更好地了解火星内部的特性,进一步推动对地球演化的研究。“由于板块运动的存在,地球在形成初期的原貌大多已经被破坏,我们无法得到第一手的资料来研究地球是如何演变的。但火星给我们提供了一个COPY。那里尚没有板块运动一说,其构造及地貌几乎都完整地保留下来。”
    
    费英伟说现在他们设想能在火星上放置多台地震仪,形成地震网。“地震波分为横波和纵波,其中横波无法穿过液态物质。那么利用横波就可以最终证实我们的推断是否正确。”    
    
    本报记者 俞熙娜 2005-6-30