Sonda InSight: esto es Marte en el interior |  Ciencias

El 18 de abril de 1889 se produjo un terremoto en Tokio (Japón). 64 minutos después del terremoto, sus ondas sísmicas fueron detectadas por dos péndulos horizontales instalados en dos observatorios en Postdam y Wilhelmshaven (Alemania). Era la primera vez que se registraba el paso de perturbaciones telúricas por el interior del planeta. 132 años después, un nutrido grupo de científicos ha revelado cómo es Marte por dentro gracias a un sismógrafo algo más sofisticado que esos osciladores.

La sonda InSight de la NASA (ver gráfico a continuación) detectó más de un centenar de los llamados martemots en su primer año en la superficie marciana. El objetivo de esta expedición es explorar el interior del planeta rojo utilizando, entre otros indicadores, ondas sísmicas. Como ocurre con el sonido, estas oscilaciones son moduladas por el medio por el que pasan. Y son estos cambios los que nos permiten conocer el espesor, la densidad o incluso el tipo de material por el que pasan. Desde que InSight aterrizó en un cráter en Elysee Plain en noviembre de 2018, su sismógrafo SEIS ha detectado más de mil eventos. Aunque ninguno ha superado una magnitud de 4, una decena de ellos han dejado una señal lo suficientemente clara como para vislumbrar la estructura interna de Marte, con todas sus similitudes y diferencias con la Tierra.

Los primeros resultados acaban de ser publicados por la revista científica Ciencias en tres trabajos diferentes. Como la Tierra, el interior de Marte está estructurado en tres grandes capas, corteza, manto y núcleo. La capa exterior tiene entre 20 y 39 kilómetros de espesor, al menos en la región debajo de la sonda. Al extrapolar los datos a todo el planeta, estiman un espesor de entre 24 y 72 kilómetros. La última cifra sería más que duplicar los 33 km que tiene la corteza terrestre en promedio. Además, han estimado que en la cubierta marciana hay hasta 20 veces más materiales que generan calor radiactivo, como uranio y torio, de lo que se creía anteriormente.

Recreación de cómo es el interior de Marte y cómo las ondas sísmicas generadas por un 'martemoto' rebotan en el núcleo y son captadas por el sismógrafo.
Recreación de cómo es el interior de Marte y cómo las ondas sísmicas generadas por un ‘martemoto’ rebotan en el núcleo y son captadas por el sismógrafo.Chris Bickel / Ciencia

El manto es relativamente más delgado en Marte que en la Tierra. Gracias a la señal de los temblores, los científicos creen que también es diferente en su composición, destacando la ausencia de bridgmanita, el mineral más abundante en la Tierra, concentrado principalmente en la parte inferior del manto terrestre, y que juega un papel clave. . en la energía geotérmica y la dinámica del planeta.

También hay diferencias en la parte más interna, el núcleo. El radio del de Marte es de alrededor de 1.840 kilómetros, poco más de la mitad de la endosfera de la Tierra. Tenga en cuenta que el planeta rojo es mucho más pequeño que la Tierra. El hierro es el elemento principal que forma ambos núcleos, pero en marciano hay una mayor abundancia de materiales ligeros, como azufre u oxígeno. El reflejo de las ondas sémicas confirma que el centro de Marte tiene una capa en estado líquido, pero no han encontrado evidencia de la existencia de otro interior sólido, como ocurre en la Tierra.

Para el sismólogo especializado en Marte Simon Stähler, del Instituto de Geofísica de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza) y coautor de estos estudios, la principal diferencia entre el núcleo terrestre y el núcleo marciano tiene que ver con la densidad: “ El núcleo de la Tierra pesa en promedio más de 10 gramos por centímetro cúbico, es decir, mucho más que el hierro. [7,7gr/cm³]. Es tan pesado porque el hierro, el componente principal, se comprime debido a la alta presión a esa profundidad ”. Por otro lado, “el núcleo marciano tiene solo 6 gramos por centímetro cúbico, por lo que es mucho más ligero que el hierro. Entonces debe haber elementos ligeros en él, específicamente azufre, oxígeno, carbono o hidrógeno. Pero, ¿cómo llegaron allí? ¿Por qué había tanto azufre disponible (> 10%)? Stähler se pregunta. Para él, «esto podría apuntar a una formación temprana de Marte, en comparación con la Tierra».

Pero las peculiaridades del interior de Marte también son clave para comprender la situación actual en el exterior. Así lo expresa el sismólogo del Instituto de Geociencias Barcelona-CSIC Martin Schimmel, también coautor de dos de los estudios: “Marte era un planeta parecido a la Tierra, con su rango de temperatura, su atmósfera. Ahora sufre variaciones térmicas de hasta 80º, radiación solar extrema y ausencia de vida. ¿Cómo pasó esto? «

“Marte era un planeta similar a la Tierra, con su rango de temperatura, su atmósfera. Ahora sufre variaciones térmicas de hasta 80º, radiación solar extrema y ausencia de vida. ¿Cómo pasó esto? «

Martin Schimmel, sismólogo del Instituto de Geociencias de Barcelona-CSIC

El hierro en el núcleo giratorio no es más que una geodinámica que genera un campo magnético que, en la Tierra, es lo suficientemente fuerte como para proteger la vida en el planeta de una radiación excesiva. En Marte fue en el pasado, pero no ahora. «Conocer el tamaño del núcleo y su estado líquido ayuda a restringir las explicaciones sobre lo que sucedió con el campo magnético», dice Schimmel, colaborador del equipo del Institute du Physique du Globe en París, que lidera esta triple investigación sobre el corona, el manto y núcleo marcianos.

La sismóloga de la Universidad de Cambridge Sanne Cottaar, que no ha participado en estos estudios, apunta a una posible historia de lo sucedido: “El núcleo observado de Marte está en el mismo rango [en proporción a las menores dimensiones de Marte] radio que el de la Tierra, pero es más grande que lo sugerido por la mayoría de las estimaciones anteriores. Por lo tanto, el manto es más delgado de lo que se pensaba, y dado que la gravedad también es más débil en Marte, las presiones en el manto son insuficientes para que la bridgmanita sea estable. Bridgmanite proporciona una manta sobre nuestro núcleo que limita el enfriamiento. Su ausencia en Marte sugiere que un enfriamiento tan rápido podría haber ocurrido en los primeros días que generó un campo magnético geodinámico y de corta duración ”.

Una idea similar la defiende Miguel Herráiz, quien investiga la composición y estructura de Marte en la Universidad Complutense de Madrid (UCM). Este profesor recuerda que Marte tuvo un campo magnético global, como el de la Tierra, hasta hace unos 4.200 millones de años. “De ese campo magnético hay restos arqueológicos en el magnetismo observado en parte de la corteza sur del planeta”. ¿Cómo se perdió? “Los factores para el mantenimiento de la geodinámica no son bien conocidos ni siquiera para la Tierra”, dice, pero agrega, “la presencia de tantos sulfuros [azufre] en el núcleo en lugar de materiales más pesados ​​confirmados por estas investigaciones podrían acelerar el enfriamiento y ralentizar el movimiento del núcleo ”.

Diego Córdoba, sismólogo y colega de Herráiz en la Facultad de Ciencias Físicas de la UCM, recuerda que para conocer el interior de la Tierra existen redes de sismógrafos con cientos e incluso miles de sismógrafos. «En Marte solo tienen uno». Con más dispositivos como el instrumento SEIS, podrían determinar mejor tanto el grosor y la densidad de las diferentes capas como su composición. Por ello, los datos que han obtenido deben tomarse como preliminares y serán necesarios estudios con otros instrumentos para reforzar estos resultados.

Para confirmar estos primeros resultados y obtener muchos otros datos sobre el origen, evolución y destino de Marte, también se necesitan terremotos cada vez más intensos. Schimmel sigue esperando que se produzca un gran terremoto que multiplique la información que han obtenido con estos diez pequeños martemots.

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