화성의 대량 조성에 대한 지구물리학적 관점

초록 우리는 화성의 조석 반응과 평균 질량 및 관성을 화학 조성, 열 상태 및 내부 구조에 대해 역산합니다. 역산은 상평형 계산과 실험실 기반의 점탄성 소산 모델을 결합합니다. 무수 및 용융되지 않은 올리빈의 측정을 기반으로 한 유변학 모델은 온도와 입자 크기에 민감하며 내부 구조에 대한 강력한 제약을 부과합니다. 전도성 지열이 맨틀 아디아바트와 만나는 위치로 정의된 리소스피어의 바닥은 상부 맨틀 깊숙이(약 200–400 km 깊이) 위치하여 명백한 상부 맨틀 저속영역을 생성합니다. Fe-FeS 핵을 가정하고 우리의 결과는 (1) 화성 운석 분석을 근거로 한 이전의 지화학적 추정과 일치하는 Mg#(몰 Mg/Mg+Fe)가 약 0.75인 맨틀; (2) 브리짓멘사이트 및 철 페리클라스가 지배하는 바닥층의 부재; (3) 핵 조성(15–18.5 wt% S), 핵 반지름(1,730–1,840 km), 그리고 핵-맨틀 경계 온도(1620–1690°C), 함께 용융 상태의 핵 조성이 고체임을 시사하며; (4) Fe/Si(중량 비율)가 1.66–1.81인 대량 화성 조성을 나타냅니다. 우리는 역산 결과를 동역학 시뮬레이션과 결합하여 그럴듯한 동역학적 시나리오 및 매개 변수를 식별하는 데 사용할 수 있음을 보여줍니다. 구체적으로, 우리는 역산 결과가 초기 점도 범위(약 10^18-10^20 Pa s)와 지각과 맨틀 간의 방사성 원소 분리에 대해 0.01–0.1로 정체된 뚜껑 대류 모델에 의해 주로 재현 가능하다는 것을 발견했습니다. 동역학 모델은 평균 표면 열 흐름이 15에서 25 mW/m² 사이임을 예측합니다.