Sonda InSight: esto es Marte adentro | 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 Potsdam y Wilhelmshaven (Alemania). Fue la primera vez que se registró el paso de perturbaciones telúricas por el interior del planeta. 132 años después, un gran grupo de científicos reveló cómo es el interior de Marte gracias a un sismógrafo un poco más sofisticado que esos osciladores.

La nave espacial 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 el Elysée Plain en noviembre de 2018, su sismógrafo SEIS ha detectado más de mil eventos. Aunque ninguno superó la magnitud 4, una decena de ellos dejaron 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 se acaban de publicar en la revista científica Ciencias en tres obras 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. Cuando extrapolan los datos a todo el planeta, estiman un espesor de entre 24 y 72 kilómetros. La última cifra sería más del doble de los 33 km que tiene la corteza terrestre en promedio. Además, estimaron que hay hasta 20 veces más materiales radiactivos que generan calor, como uranio y torio, en la cubierta marciana de lo que se creía anteriormente.

El manto es relativamente más delgado en Marte que en la Tierra. Gracias a la señal proveniente 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 importante. papel fundamental en la energía geotérmica y en la dinámica del planeta.

También hay diferencias en la parte más interna, el núcleo. El radio de Marte es de unos 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 hay una mayor abundancia de materiales ligeros en Marte, como azufre u oxígeno. El reflejo de las ondas sémicas confirma que el centro de Marte tiene una capa líquida, pero no han encontrado evidencia de la existencia de otro sólido interno, como sí 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 de la Tierra 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, que es mucho más que el hierro. [7,7gr/cm³]. Es muy pesado porque el hierro, el componente principal, se comprime por 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, especialmente azufre, oxígeno, carbono o hidrógeno. Pero, ¿cómo llegaron allí? ¿Por qué había tanto azufre disponible (> 10%)? Stähler se pregunta. Para él, «esto podría indicar una formación temprana de Marte, en relación con la Tierra».

Pero las peculiaridades del interior de Marte también son fundamentales para comprender la situación actual en el exterior. Así dice 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. ¿Como paso? «

“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. ¿Como paso? «

Martin Schimmel, sismólogo del Instituto de Geociencias 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 reducir las explicaciones de lo que sucedió con el campo magnético», dice Schimmel, colaborador del equipo del Institute du Physique du Globe en París, que está realizando este estudio de triple corona. ., el manto y el núcleo marcianos.

La sismóloga de la Universidad de Cambridge, Sanne Cottaar, que no participó en estos estudios, apunta a una posible historia de lo que sucedió: «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 anteriormente, 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 en nuestro núcleo que limita el enfriamiento. Su ausencia en Marte sugiere que un enfriamiento tan rápido puede 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 mantener la geodinámica no son bien conocidos ni siquiera para la Tierra», dice, pero agrega, «la presencia de muchos sulfuros [azufre] en el núcleo, en cambio, los 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 la herramienta 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 otras herramientas para reforzar estos resultados.

Para confirmar estos primeros resultados y obtener muchos más datos sobre el origen, evolución y destino de Marte, también se necesitan terremotos cada vez más intensos. Schimmel sigue esperando que ocurra un gran terremoto que multiplique la información obtenida con estas diez pequeñas noches.

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