火星目前已经成为人类进行地外探测的热点星球，今年包括我国在内的一些国家，又相继向火星发射了轨道探测器以及着陆的火星车，从而开启了新一轮探测高潮。在此之前，已经在火星上“服役”的洞察号火星车，依然在火星上按照计划默默地开展着相关探测工作，前不久，利用地震仪对火星内部结构进行了重新测量，结果显示火星拥有的内部“心脏”，要比以往预想大得多。
过去所做的工作
大家知道，在地球上，可以利用地震波在地下深处的传播速度和方向，来确认地层的不同层次边界，从而解释地球的内部结构。利用地震波的探测方式，人类在20世纪初就了解了地球的内部构造，在2011年时又清晰地揭示了月球的内部结构。
过去的探测火星任务，在对其内部结构进行探测时，利用的都是计算机模型，通过对火星深褐色表面物质进行估计，推测出火星可能存在一个液体核心，但一直以来都没有直接的地震数据，所以无法精确地利用模型来确认核心的边界和大小。
2018年11月，洞察号火星探测器在埃律西昂平原这个靠近火星赤道的区域软着陆，此后对火星开展了以地震波为主要方式的测量，对火星的地幔和地壳结构进行了确定，同时对火星的核心尺寸进行了直接估测，结果发现火星的内核直径达到3600公里左右，占到了火星整体直径的一半以上。
洞察号探测的结果，将重新修改之前科学家们关于火星演化的历史，为科学家们论证火星是如何从宜居的、具有液态水和磁场的星球，演变为现在“锈迹斑斑”的模样。
地震波如何探测火星内核？
我们知道，地球上发生地震时，能够穿越地球内部的波包括两种类型，一种是纵波（P波），其振动方向和波的传播方向平行，在所有的地震波中，纵波的传播速度最快，能够在固体、液体以及气体中传递。另外一种是横波（S波），其振动方向与波的前进方向垂直，速度要低于纵波，并且只能在固体中传播，无法穿越液态的外地核。科学家们利用两种波在传播时的时间差，可以对地震进行简单的定位。
与地球相比，火星的环境要恶劣得多。与此同时，火星上如果发生震颤，除非人们站在距离震中非常近的区域，才能感知得到。不过，洞察号火星车上携带着非常灵敏的仪器，即使非常微弱的震动，都可以被侦测到。虽然如此，科学家们依然很“谨慎”，针对反馈回来的数据，应用各种方法进行“降噪”，以此来消除火星表面沙尘暴、地表风、地表岩石在巨大温度作用下爆裂所产生的噪音来源。
在探测火星内部结构时，科学家们依然应用的是P波和S波传播时的“时间差”。P波可以穿越火星的固体地幔进入液体核心，而S波则不能，在被固体地幔抵抗左右剪切的过程中，一些S波会下降到地核与地幔的交界处，然后被反射回来弹到地表。
科学家团队针对洞察号传回的火星地震数据，发现了由三个时间段所组成的模式，即最先到达的是P波，然后是主S波，最后是100秒左右反弹回来的较小S波。根据与以往数千种不同的火星地幔模型相比较，研究团队认为这种波的传递模式，一定是从火星表面下方约1600公里反弹过来的，而这个位置则很有可能是火星地幔与地核交界处。
基于上述推测，科学家们认为，火星的内核尺寸，约为3600公里左右，这个数值要比以往预测的要大，内核的密度也因此比以往预测的要低一些。按照这种新的推测结果，在火星液态内核中，将含有至少10%-15%的硫，另外还有部分更轻的元素，比如氧、碳和氢等。
更加深入的推测
通过与地球内部结构探测结果的比较，火星的下地幔处有很大的几率，没有形成一定的压力和温度。在以往的研究中，科学家们发现地球的下地幔处，存在着一些高压矿物质，这种高压矿物质可以很好地将地核与外部相隔离，从而起到有效的保温作用。但是，火星内部则缺少这些高压矿物质，使得火星的内核相较于地球更容易冷却。
与此同时，通过对火星磁场的探测，科学家发现火星磁场目前虽已基本丧失，但是火星南半球的地壳被强烈地磁化了，这在一定程度上表明，火星在37-45亿年前，也拥有着一个类似地球的磁场，只不过随着内核的冷却以及大气层的消失，磁场逐渐减弱，最后抵抗不住太阳辐射的轰击，变为了异常干燥和荒凉的世界。
此外，科学家们还发现，火星缺乏像地球这样的全球性板块构造，基本上也很少会发生板块剧烈碰撞和挤压所引发的地质活动，而之所以火星表面还存在着一些火山遗迹，说明在历史上火星内部仍然存在着巨大的能量来源。而依据洞察后反馈数据修正后的预测模型，发现火星的下地壳中含有丰富的放射性元素，其含量要比地壳下部的地幔高出16倍之多，这些丰富的放射性元素，为火星内部的热量补充提供了源泉。
由于火星的内核比预想的要大，在一定程度上可以阻止内部的横波传输到地球，所以对以后的火星地震探测带来了困难。据有关科学家判断，今后在火星上最有希望探测到地震的区域，主要集中在塔尔西斯火山高原、奥林匹斯山等巨大休眠火山、年轻的裂缝和断层等区域。
随着洞察号“服役”年限延长到2022年，关于火星地震探测任务仍然在持续进行中，或许在不久之后，我们就能感知到火星内核“心脏”的再次颤动。