Sonda InSight: esto es Marte adentro  Ciencias

Sonda InSight: esto es Marte adentro Ciencias

El 18 de abril de 1889, un terremoto sacudió 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). Esta fue la primera vez que se registró el paso de perturbaciones telúricas en el interior del planeta. 132 años después, un nutrido grupo de científicos descubrió cómo es Marte por dentro gracias a un sismógrafo que es un poco más complejo que estos osciladores.

La nave espacial InSight de la NASA (ver cuadro a continuación) encontró más de un centenar de supuestos muertos en su primer año en la superficie marciana. El propósito 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 los Campos Elíseos en noviembre de 2018, su sismógrafo SEIS ha detectado más de mil eventos. Aunque nadie ha superado una magnitud de 4, una decena de ellos han dejado una señal lo suficientemente clara como para ver la estructura interna de Marte, con todas sus similitudes y diferencias con la Tierra.

Los primeros resultados se acaban de publicar en una revista científica Ciencias en tres trabajos diferentes. Como la Tierra, el interior de Marte está estructurado en tres grandes capas, la corteza, el manto y el núcleo. La capa exterior tiene entre 20 y 39 kilómetros de espesor, al menos en el área debajo de la sonda. Al extrapolar datos de todo el planeta, calculan 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 hay hasta 20 veces más materiales en Marte que generan calor radiactivo, como el uranio y el torio, de lo que se pensaba.

Descanse en cómo es el interior de Marte y cómo las ondas sísmicas generadas por el “martemoto” rebotan en el núcleo y son capturadas por el sismógrafo.Chris Bickel / Ciencia

El manto es relativamente más delgado en Marte que en la Tierra. Gracias a la señal sísmica, los científicos creen que también es diferente en composición, destacando la falta de bridgemanita, el mineral más abundante en la Tierra, concentrado principalmente en el manto inferior, y que juega un papel clave en la energía geotérmica y la dinámica de la planeta.

También hay diferencias en la parte más interna, el núcleo. El radio de Marte es de unos 1840 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 los marcianos tienen una mayor abundancia de materiales ligeros, como azufre u oxígeno. El reflejo de las medias ondas confirma que el centro de Marte tiene una capa líquida, pero no han encontrado evidencia de la existencia de otro interior sólido, como ocurre en la Tierra.

Para Simon Schler, sismólogo de Marte en el Instituto de Geofísica de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Suiza, coautor del estudio, la principal diferencia entre el núcleo de la Tierra y el núcleo de Marte es la densidad: “El núcleo de la Tierra pesa un promedio de 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 esta profundidad. Por otro lado, “el núcleo de Marte tiene solo 6 gramos por centímetro cúbico, por lo que es mucho más liviano que el hierro. Por lo tanto, debe contener elementos ligeros, en particular azufre, oxígeno, carbono o hidrógeno. Pero, ¿cómo llegaron allí? ¿Por qué había tanto azufre (> 10%)? Schler se pregunta. Para él, “esto puede apuntar a la formación temprana de Marte, en comparación con la Tierra”.

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

“Marte era un planeta similar a la Tierra, con su rango de temperatura y atmósfera. Ahora sufre variaciones de temperatura de hasta 80º, radiación solar extrema y falta 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 uno geodinámico que genera un campo magnético que es lo suficientemente fuerte en la Tierra como para proteger la vida en el planeta de la radiación excesiva. Estuvo en Marte en el pasado, pero no ahora. “Conocer el tamaño del núcleo y su estado líquido ayuda a limitar las explicaciones de lo que sucedió con el campo magnético”, dijo Schimmel, miembro del equipo del Institute du Physique du Globe en París, que lidera esta triple investigación de la corona marciana. manto y núcleo.

Sene Cotair, un sismólogo de la Universidad de Cambridge que no participó en el estudio, contó una posible historia: “El núcleo observado de Marte está en el mismo rango [en proporción a las menores dimensiones de Marte] radio de la Tierra, pero es más grande que la mayoría de las estimaciones anteriores. Por lo tanto, el manto es más delgado de lo que se pensaba, y debido a que la gravedad también es más débil en Marte, la presión en el manto es insuficiente para mantener estable la bridgemanita. 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 defendió Miguel Eraiz, quien estudió la composición y estructura de Marte en la Universidad Complutense de Madrid (UCM). Este profesor recuerda que Marte tenía un campo magnético global similar al de la Tierra hasta hace unos 4.200 millones de años. “De este campo magnético hay restos arqueológicos en el magnetismo observado en parte de la corteza sur del planeta”. ¿Cómo te perdiste? “Los factores que mantienen la geodinámica no son bien conocidos ni siquiera en la Tierra”, dijo, pero agregó, “la presencia de tantos sulfuros”. [azufre] en el núcleo, en lugar de materiales más pesados ​​confirmados por estos estudios, podría 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 sismográficas 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 se obtengan de ellos deben tomarse como preliminares y serán necesarios estudios con otras herramientas 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. Shimel sigue esperando un gran terremoto, que multiplica la información que recibieron con estos diez pequeños luchadores.

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