La misión InSight de la NASA mapea Marte desde el interior hasta el núcleo

El destino de casi todo en la superficie de la Tierra está determinado por motores infernales en las profundidades. Marte no es diferente. Ahora, gracias a un intrépido robot estacionado en la superficie marciana por la NASA en noviembre de 2018, los científicos tienen un mapa de los abismos geológicos de nuestro mundo vecino, el primero de otro planeta.

El módulo de aterrizaje InSight de la NASA ha estado escuchando marsquakes y rastreando sus ondas sísmicas mientras viajan por el planeta. Un trío de artículos publicados el jueves en la revista Science, utilizando datos recopilados por InSight, revela que el planeta rojo es algo así como una golosina colosal imaginada por una deidad voraz. Su corteza se divide en dos o tres capas de chocolate volcánico. El manto de abajo tiene un relleno similar a un caramelo sorprendentemente grande y rígido. Y el núcleo del planeta es sorprendentemente ligero: menos centro turrón, corazón más almibarado.

Junto con las actividades recientes en la superficie de los nuevos rovers robóticos chinos y de la NASA, estas misiones resaltan marcadas diferencias entre nuestro mundo azul y el rojo de al lado.

Este estudio del interior de Marte ha tardado en llegar. El manto sólido pero blando de la Tierra se vislumbró por primera vez en 1889, cuando las ondas sísmicas de un terremoto en Japón entraron y salieron de la capa antes de emerger en Alemania. El núcleo externo líquido de la Tierra se descubrió en 1914 y el núcleo interno sólido se reveló en 1936. Se hicieron mediciones similares de la luna cuando los astronautas del Apolo dejaron sismómetros en su superficie.

Ahora se han realizado las mismas medidas básicas y fundamentales en Marte. Este trabajo, realizado con uno de los sismómetros tecnológicamente más avanzados jamás construidos, representa “un gran salto en la sismología planetaria”, dijo Paula Koelemeijer, sismóloga de Royal Holloway, Universidad de Londres, que no participó en la investigación pero que coescribió un artículo en perspectiva en Science.

Misiones anteriores a Marte han proporcionado estimaciones aproximadas de las dimensiones y propiedades de sus entrañas. Pero los estudios sismológicos de InSight proporcionan precisión. Los modelos utilizados para simular la evolución de Marte ahora se pueden construir sobre los cimientos de estas verdades terrestres.

Las revelaciones de la misión InSight también serán útiles para estudiar otros mundos al proporcionar a los científicos un ejemplo diferente al de la Tierra.

“Si eres médico y solo practicas con un paciente, no vas a ser un muy buen médico”, dijo Mark Panning, sismólogo planetario del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y un co -autor en los tres artículos.

Marte se parece más a un primo de nuestro planeta que a un hermano. Seis veces menos voluminoso, es extrañamente pequeño, y la evidencia geoquímica sugiere que “es esta reliquia realmente antigua del sistema solar temprano”, dijo Christine Houser, sismóloga del Earth-Life Science Institute en Tokio que no participó en la investigación. .

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¿Por qué el diminuto Marte es tan diferente físicamente de la Tierra y Venus, un planeta considerado como el gemelo geológico de la Tierra? El examen forense de InSight mejora las posibilidades de que los científicos encuentren una respuesta y, en el proceso, comprendan mejor el lugar de nuestro planeta en el sistema solar.

Durante los últimos dos años, el módulo de aterrizaje InSight ha estudiado el magnetismo del planeta rojo, su oscilación mientras orbita el Sol y las ondas sísmicas creadas por sus marsquakes.

La mayoría de los terremotos ocurren a poca profundidad. Pero un puñado emana de lugares más profundos, rebotando por el planeta antes de llegar a InSight. Las ondas sísmicas cambian de velocidad y dirección a medida que atraviesan diferentes materiales, por lo que los científicos podrían usar estos terremotos profundos para ver qué está sucediendo dentro de Marte.

No ha sido fácil. Trabajar con un sismómetro solitario significa que los científicos obtienen una visión decente de solo una región de Marte en lugar de todo el planeta. Y, para construir una imagen detallada del subsuelo, lo ideal sería que se produjeran numerosos terremotos poderosos que atraviesen gran parte de las profundidades del planeta. Desafortunadamente, los sismos aparentemente infrecuentes de Marte nunca son más potentes que una magnitud de 4.0.

“Solo teníamos que seguir adelante y ver qué podíamos hacer con estos datos”, dijo Brigitte Knapmeyer-Endrun, sismóloga planetaria de la Universidad de Colonia y autora principal del artículo sobre la corteza marciana. A pesar de los desafíos, el equipo logró hacer una radiografía detallada de las entrañas de Marte.

Los científicos confirmaron que la corteza es más gruesa en las tierras altas del sur y más delgada en las tierras bajas del norte, donde los océanos efímeros pueden haberse agrupado hace mucho tiempo. En promedio, la corteza planetaria tiene entre 15 y 45 millas de espesor. También se divide en una capa superior compuesta principalmente de roca volcánica destrozada por meteoritos, una capa intermedia de roca volcánica más coherente y, quizás, una capa inferior cuyas propiedades no se pueden distinguir por el momento.

Como el de la Tierra, el manto de Marte es mucho más grueso que su corteza. Pero la parte rígida del manto superior, que en la Tierra forma la base de las placas tectónicas en constante cambio, es quizás dos veces más gruesa en Marte, quizás más.

Esta “podría ser la explicación simple de por qué no vemos la tectónica de placas en Marte”, dijo Amir Khan, geofísico de ETH Zürich en Suiza y coautor de los tres estudios. Tal rigidez pudo haber evitado la fragmentación de las capas superiores de Marte en placas tectónicas individuales, robándole al escultor que le dio a la Tierra montañas, cuencas oceánicas, volcanes y continentes tan diversos.

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El manto de Marte también nos da una pista de por qué un planeta que una vez construyó volcanes tan anchos como Arizona y con frecuencia erupcionó flujos de lava que podrían haber cubierto Gran Bretaña ahora es tan geológicamente letárgico.

La principal actividad volcánica y tectónica de un planeta es impulsada esencialmente por el movimiento del calor desde el santuario interno de un planeta hasta su capa más externa. Las ondas sísmicas que llegan a InSight indican que el manto de Marte es relativamente frío, lo que evita una actividad geológica significativa en la parte superior.

InSight también descubrió que su manto en su conjunto es aproximadamente la mitad del espesor de la Tierra, una falta de aislamiento que habría exacerbado la pérdida de calor de Marte cuando entró en erupción en su juventud. (El pequeño tamaño de Marte también permitió que gran parte de su calor primordial se irradiara al espacio).

Este delgado manto también puede explicar en parte por qué Marte perdió su campo magnético protector en los primeros 700 millones de años de su historia. El campo magnético de la Tierra está alimentado por la circulación de corrientes de hierro-níquel dentro de su núcleo exterior líquido. Es de suponer que Marte tenía una circulación similar, pero el rápido enfriamiento de sus entrañas hizo que esas corrientes se detuvieran, apagando su dínamo magnética.

Sin una burbuja magnética para proteger a Marte de la radiación del sol, su atmósfera fue arrastrada como confeti. El agua que alguna vez frecuentó su superficie, si no fue absorbida por las rocas de abajo, escapó al espacio, convirtiéndolo en un desierto helado e irradiado.

InSight también vio el núcleo de Marte. Con un radio de 1,140 millas, es más grande de lo esperado. Tampoco es muy denso, que es “uno de los resultados más intrigantes que hemos encontrado hasta ahora”, dijo el Dr. Khan.

El núcleo de la Tierra es bastante denso porque el planeta es mucho más grande que Marte, por lo que todo ese peso aplasta el núcleo. Se esperaba que Marte, al ser diminuto, tuviera un núcleo ligeramente menos comprimido. Pero InSight descubrió que es la mitad de la densidad de la Tierra, algo que la compactación planetaria no puede explicar.

Esto significa que el núcleo de Marte debe estar hecho de diferentes materiales. Al igual que la Tierra, todavía contiene una preponderancia de hierro y níquel, pero también presenta una fracción considerable de elementos más ligeros, como oxígeno, carbono, azufre e hidrógeno. La química inusual del núcleo marciano es otro indicio de la historia de formación distintiva del planeta rojo.

A pesar de los éxitos del primer estudio sísmico interplanetario de la humanidad, quedan muchas preguntas por responder. Ningún terremoto detectado ha sido lo suficientemente poderoso como para llegar al centro mismo del planeta, por lo que los científicos no saben si, como la Tierra, Marte tiene un núcleo interno sólido. Todo lo que se puede decir por ahora es que tiene un núcleo externo líquido, aunque uno más parecido a una lechada y que se mueve lentamente en comparación con el de la Tierra.

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Los propios marteremotos siguen siendo confusos. Pueden ser la clave para ver el interior del planeta, pero sus orígenes son objeto de un intenso debate. Muchos terremotos superficiales, por ejemplo, son más intensos y frecuentes durante los inviernos marcianos. “Eso es extraño, porque en la Tierra no hay terremotos estacionales claros”, dijo Simon Stähler, sismólogo de ETH Zürich en Suiza y coautor de los tres artículos.

La expedición científica de InSight se ha extendido hasta diciembre de 2022, por lo que a medida que lleguen más terremotos, estos acertijos se puedan resolver. Pero la acumulación de polvo en los paneles solares del módulo de aterrizaje puede matar al robot dentro de un año.

Ya sea que muera tarde o temprano, InSight ya es un veterano de Marte. Los visitantes robóticos más recientes recién comienzan. El rover Zhurong de China, que aterrizó en mayo, está explorando otra región, Utopia Planitia, y está tomando fotografías del paracaídas que lo ayudó a aterrizar de manera segura.

El rover Perseverance de la NASA, que aterrizó en Jezero, un cráter de 30 millas que alguna vez fue el hogar de un lago lleno por el delta de un río, en febrero, se ha estado calentando para su acto principal: la búsqueda de signos de vida microbiana antigua.

El miércoles, Jennifer Trosper, gerente del proyecto Perseverance, anunció que la misión había probado una de las funciones más importantes del rover: la capacidad de abrir uno de sus tubos de muestra del tamaño de un dedo. sellarlo y almacenarlo dentro del rover.

El objetivo principal de Perseverance es perforar Jezero y obtener al menos 20 núcleos de roca diferentes. Estas prístinas muestras marcianas se entregarán a la Tierra en 2031, donde serán sometidas a un intenso escrutinio científico. El equipo ahora se está preparando para tomar y almacenar la primera muestra de roca de la misión en algún momento de agosto.

La perseverancia está preparada para revolucionar la comprensión científica de la superficie marciana. InSight ha proporcionado un acceso revelador al inframundo marciano. Los esfuerzos de cambio de paradigma de estas misiones significan que, un día, podemos afirmar que no conocemos uno, sino dos planetas, por dentro y por fuera.