盡管InSight地震儀一直在耐心等待下一次大地震來(lái)照亮其內(nèi)部并定義其地殼—地幔核心結(jié)構(gòu)，但兩位科學(xué)家分別是東北大學(xué)的吉崎隆(Takashi Yoshizaki)和東北大學(xué)和馬里蘭大學(xué)的比爾·麥克唐納(Bill McDonough)，為火星建立了新的成分模型。他們利用火星上的巖石和軌道衛(wèi)星的測(cè)量結(jié)果預(yù)測(cè)了其地幔邊界的深度，該深度位于地表以下約1800公里，并且已經(jīng)表明其核心中含有適量的硫，氧和氫作為輕元素。

吉崎解釋說(shuō)：“了解巖石行星的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以告訴我們形成條件，巖心與地幔分離的方式和時(shí)間以及從地幔中提取出的地殼的時(shí)間和數(shù)量。”

早期的天文學(xué)家使用行星及其衛(wèi)星的間隔距離和軌道周期來(lái)確定這些天體的大小，質(zhì)量和密度。當(dāng)今的軌道飛行器提供了有關(guān)行星形狀和密度的更多詳細(xì)信息，但是其內(nèi)部的密度分布仍然未知。行星的地震剖面提供了這一至關(guān)重要的見(jiàn)解。地震震撼行星時(shí)，聲波以其內(nèi)部組成和溫度控制的速度通過(guò)其內(nèi)部。密度的強(qiáng)烈反差，例如巖石與鋼鐵的對(duì)比，導(dǎo)致聲波的響應(yīng)有所不同，從而揭示了芯幔邊界深度以及這些層可能組成的細(xì)節(jié)。

到19世紀(jì)末，科學(xué)家在地球內(nèi)部假設(shè)了一個(gè)金屬核，但直到1914年，地震學(xué)家才證明它存在于2900公里的深度。地震學(xué)家揭示了行星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，這有助于定位震源并了解地震的性質(zhì)。阿波羅宇航員安裝的四個(gè)月球地震儀確定了月球的地幔殼結(jié)構(gòu)?；鹦鞘翘剿鞒潭鹊诙玫男行?，于2018年中期從InSight任務(wù)獲得了第一臺(tái)地震儀。

行星的組成模型是通過(guò)將來(lái)自地表巖石，物理觀測(cè)數(shù)據(jù)和球墨鑄鐵隕石(行星的原始構(gòu)建體)的數(shù)據(jù)匯總在一起而開(kāi)發(fā)的。這些隕石是巖石和金屬的混合物，就像行星一樣，由早期太陽(yáng)星云中積聚的固體組成。鎂，硅和鐵的氧化物的不同比例以及鐵和鎳的合金構(gòu)成這些固體。

吉崎補(bǔ)充說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)火星的核心大約只有其質(zhì)量的六分之一，而對(duì)于地球來(lái)說(shuō)，則只有其質(zhì)量的三分之一。”這些發(fā)現(xiàn)與火星具有比地球更多的氧原子，更小的核心和生銹的紅色表面相吻合。他們還發(fā)現(xiàn)火星中的揮發(fā)性元素豐度比地球高，例如，硫和鉀，但這些元素的含量低于粒狀隕石。

NASA InSight任務(wù)中的地震儀在定義火星巖心—地幔邊界的深度時(shí)，將直接測(cè)試這種新的火星模型。這樣的火星和地球組成模型為行星的起源和性質(zhì)以及它們的宜居性提供了線索。