Los movimientos sísmicos de Marte revelan el misterioso interior del planeta rojo

Alexandra Ferguson

(CNN)– Cuando el módulo de aterrizaje InSight de la NASA tocó Marte en 2018, el equipo de la misión esperaba que la nave espacial estacionaria pudiera realizar una revisión del interior del planeta rojo. Ahora, InSight y sus instrumentos han superado esos objetivos, revelando los misterios de la corteza, el manto y el núcleo marcianos que habían eludido los científicos hasta ahora.Es la primera vez que se puede observar y cartografiar el interior de otro planeta más allá de la Tierra. El equipo de la misión InSight logró esta extraordinaria hazaña mediante el seguimiento de los sismos marcianos en el planeta rojo, también conocidos como “martemotos”, como los terremotos que experimentamos en la Tierra, solo que un poco diferentes.

Este es el primer selfie completo de InSight de la NASA en Marte, tomado en diciembre de 2018.

El sismómetro de InSight, llamado Experimento Sísmico para la Estructura Interior, detectó 733 “martemotos” diferentes. Los investigadores analizaron 35 de ellos, que alcanzaron magnitudes de entre 3,0 y 4,0, para determinar el grosor de la corteza marciana, la profundidad del manto del planeta y, lo más importante, una confirmación de que el núcleo del helado planeta desértico está fundido.

Estas imágenes revelan misterios de Marte 1:31

Los hallazgos fueron compartidos en tres estudios, todos publicados el jueves en la revista Science.

Antes de que InSight viajara a Marte, toda la exploración robótica anterior del planeta rojo consistía en estudiar su superficie.

“Cuando empezamos a elaborar el concepto de la misión hace más de una década, la información de estos trabajos es la que esperábamos obtener al final”, dijo Bruce Banerdt, investigador principal de InSight en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, en un comunicado. “Esto representa la culminación de todo el trabajo y la preocupación de la última década”.

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Conocer Marte a través de su sismicidad

A diferencia de los rovers Curiosity y Perseverance, InSight está confinado al lugar donde aterrizó, sin poder recorrer la superficie en busca de intrigas. Sin embargo, el sismómetro del módulo de aterrizaje, increíblemente sensible, tiene la capacidad de detectar martemotos a cientos y miles de kilómetros de distancia. No necesita movilidad para estudiar Marte.

Cuando experimentamos un terremoto, es porque las placas tectónicas de la Tierra se desplazan, se mueven y chocan entre sí. Hasta ahora, la Tierra es el único planeta conocido que tiene estas placas.

Entonces, ¿cómo se producen los temblores en Marte? Piensa en la corteza marciana como una única placa gigante. Esta corteza tiene fallas y fracturas en su interior porque el planeta sigue encogiéndose a medida que se enfría. Esto hace que la corteza marciana se vea sometida a tensiones que la estiran y agrietan.

Cuando las ondas sísmicas de los martemotos viajaron a través de los diferentes materiales del interior marciano, permitieron a los investigadores estudiar la estructura interna del planeta. Esto les ayuda a comprender el misterioso interior marciano y a aplicar esta investigación para conocer cómo se forman otros planetas rocosos, incluido el nuestro.

InSight ha podido desvelar algunos de los secretos del interior marciano, lo que arroja luz sobre cómo se forman todos los planetas rocosos.

Los sismogramas recogidos por InSight están llenos de ondulaciones, y esas ondulaciones pueden ser ruido causado por el viento o por las vibraciones de los martemotos.

“Lo que buscamos es un eco”, dijo Amir Khan, autor principal del estudio sobre el manto y científico del Instituto de Geofísica de la ETH de Zúrich y del Instituto de Física de la Universidad de Zúrich, en un comunicado.

“Las ondas sísmicas directas de un terremoto son un poco como el sonido de nuestras voces en las montañas: producen ecos”, dijo Philippe Lognonné, investigador principal del sismómetro y profesor de la Universidad de París, en un comunicado. “Y fueron estos ecos, reflejados en el núcleo, o en la interfaz corteza-mantel o incluso en la superficie de Marte, los que buscamos en las señales, gracias a su similitud con las ondas directas”.

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Hace miles de millones de años, la Tierra, Marte y los demás planetas de nuestro sistema solar se formaron a partir de un disco de material alrededor del sol, que incluía cúmulos de polvo y rocas. Los planetas son increíblemente calientes cuando se forman. Con el tiempo, en Marte surgieron distintas capas durante esos primeros millones de años, incluyendo la corteza, el manto y el núcleo.

“Ahora los datos sísmicos han confirmado que Marte aparentemente estuvo una vez completamente fundido antes de dividirse en la corteza, el manto y el núcleo que vemos hoy, pero que éstos son diferentes a los de la Tierra”, dijo Khan.

La Tierra tiene una fina corteza de roca que envuelve un grueso manto rocoso, que rodea un núcleo hecho en gran parte de hierro y níquel.

Los datos recogidos por InSight ayudaron a los investigadores a saber que la corteza marciana, más delgada de lo esperado, tiene una profundidad de unos 19,3 kilómetros. Esta corteza puede contener subcapas que la extienden a unos 37 kilómetros de profundidad desde la superficie.

Esta ilustración artística muestra el módulo de aterrizaje InSight, sus sensores, cámaras e instrumentos.

“La estratificación dentro de la corteza es algo que vemos todo el tiempo en la Tierra”, dijo Brigitte Knapmeyer-Endrun, autora principal del estudio de la corteza y geofísica de la Universidad de Colonia, en un comunicado. ” Las ondulaciones de un sismograma pueden revelar propiedades como un cambio en la porosidad o una capa más fracturada”.

Entender cómo se formó la corteza marciana, en comparación con la de la Tierra, puede ayudar a los investigadores a comprender otra pieza de por qué los planetas de nuestro sistema solar son tan diferentes entre sí.

Debajo de la corteza se encuentra el manto, que recorre otros 1.559,5 kilómetros antes de llegar al núcleo de metal líquido.

Los investigadores pudieron confirmar el tamaño del núcleo, que tiene un radio mayor de lo esperado de 1.830 kilómetros, y determinar que el núcleo está fundido. El núcleo líquido contiene hierro y níquel, así como elementos más ligeros como azufre, oxígeno, carbono e hidrógeno.

“Este estudio es una oportunidad única en la vida”, dijo Simon Stähler, autor principal del estudio del núcleo y sismólogo de ETH Zurich, en un comunicado. “Los científicos tardaron cientos de años en medir el núcleo de la Tierra; después de las misiones Apolo, tardaron 40 años en medir el núcleo de la Luna. InSight tardó solo dos años en medir el núcleo de Marte”.

La Tierra tiene un núcleo externo fundido que rodea a un núcleo interno sólido. La misión InSight, que se ha ampliado hasta 2022, seguirá buscando datos que puedan mostrar si Marte es similar o diferente a nuestro planeta en este sentido.

InSight espera el gran momento

Marte fue una vez un planeta con actividad volcánica. Las regiones volcánicas son visibles hoy en día en todo el planeta rojo, gracias a las imágenes de los orbitadores.

La mayoría de los grandes terremotos de Marte detectados por InSight proceden de una región concreta: Cerberus Fossae. Esta región, que puede haber sido volcánicamente activa hace tan solo unos pocos millones de años, está repleta de huellas de rocas, creadas probablemente cuando se movieron debido a los sismos.

Los mayores sismos detectados por el InSight de la NASA parecen haberse originado en una región de Marte llamada Cerberus Fossae, fotografiada por la cámara HiRISE del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.

Mientras tanto, otras regiones volcánicas de Marte parecen estar tranquilas. Pero InSight sigue escuchando y esperando a que se produzcan martemotos con magnitudes superiores a 4,0.

“Todavía nos encantaría ver uno grande”, dijo Mark Panning, coautor del estudio de la corteza y científico investigador del JPL en interiores planetarios y geofísica, en un comunicado. “Tenemos que hacer muchos procesamientos cuidadosos para sacar lo que queremos de estos datos. Tener un evento más grande facilitaría todo esto”.

El flujo constante de datos que InSight envía a los científicos en la Tierra terminará en aproximadamente un año, cuando las celdas solares ya no puedan generar suficiente energía. Pero los investigadores estudiarán las detecciones realizadas por InSight durante décadas para aprender todo lo posible sobre nuestro enigmático vecino planetario.

“Marte sigue planteando muchos misterios, entre los que destaca el de saber si se formó al mismo tiempo y a partir del mismo material que nuestra Tierra”, afirma en un comunicado el autor del estudio, Domenico Giardini, profesor de sismología y geodinámica de la ETH de Zúrich.

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