Nave de la NASA proporciona una visión del interior de Marte

Resultados sísmicos: la impresión de un artista de InSight y su sismómetro (el pequeño instrumento frente a él) detectando ondas sísmicas de tensiones tectónicas. 
(Cortesía: NASA / JPL-Caltech)

El interior de Marte ha sido mapeado con ondas sísmicas por primera vez. Estas revelan detalles tentadores sobre cómo Marte pudo haberse formado a lo largo de miles de millones de años. El trabajo fue realizado por la nave ‘Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (Insight)‘ de la NASA. Esta aterrizó en Elysium Planitia, cerca del ecuador marciano, en Noviembre de 2018. Desde entonces, su sismómetro detectó más de 500 marsquakes (sismos marcianos) producidos por tensiones tectónicas. Sin embargo, ninguno fue más fuerte que la magnitud 4 en la escala de Richter.

La pérdida de calor de Marte

a)- Marte es más pequeño que la Tierra

Los terremotos envían ondas sísmicas que reverberan por el interior del planeta rojo. Su fuerza y ​​su velocidad dependen de la composición del material que atraviesan y, por lo tanto, proporcionan una ventana a la estructura interna de Marte. Ahora, tres nuevos artículos muestran que el interior de Marte tiene diferencias cruciales con el de la Tierra. «Marte es más pequeño y, por lo tanto, se enfría más rápido que la Tierra», dice Amir Khan del Instituto de Geofísica de ETH Zurich. Él es el autor principal de uno de los artículos que estudiaron el manto superior.

b)_El núcleo de Marte permanece líquido

Los hallazgos sísmicos muestran que el núcleo de Marte, donde se origina la mayor parte del calor del planeta, es ligeramente más grande de lo esperado. Tiene un radio de aproximadamente 1800 km contra el radio completo de Marte de 3390 km. Con un tamaño mayor viene un núcleo de baja densidad, enriquecido con elementos ligeros como el azufre, que permanece con el hierro. El azufre actúa para reducir la temperatura a la que solidifica el núcleo. En consecuencia, el núcleo de Marte permanece completamente líquido, a pesar de la cantidad de calor que se escapa.

c)_ Ausencia de bridgmanita

Este escape de calor se ve agravado por la falta de una capa de bridgmanita en el manto inferior de Marte. La bridgmanita es el mineral más común en la Tierra, pero está enterrado a 660 km por debajo de la superficie. Allí las temperaturas y presiones son lo suficientemente altas como para que se forme, así que rara vez se ve. Sin embargo, los datos sísmicos recopilados por InSight implican que Marte carece de una capa de bridgmanita. “La bridgmanita actúa como una barrera para la convección dentro de la Tierra”, dice Simon Stähler. Él es también de ETH Zurich y autor principal de un artículo que describe el núcleo y el manto inferior de Marte. Esta capa frena la progresión de las plumas del manto en ascenso, lo que reduce el intercambio de calor entre el núcleo y la superficie.

Una corteza gruesa y en capas

La superficie de Marte se encuentra sobre una corteza que es, en promedio, más gruesa que la corteza terrestre, y está compuesta por varias capas. Eso expresó Brigitte Knapmeyer-Endrun, autora principal de un estudio sísmico que muestra dos, o posiblemente tres, capas de la corteza. La capa superior se extiende a una profundidad de entre 6 y 11 km, mientras que una segunda capa desciende entre 15 y 25 km. Una tercera capa, si existe, se extendería a 39 km por debajo de la superficie en la ubicación de InSight. Sin embargo, las mediciones realizadas hasta ahora no pueden distinguir entre los escenarios de dos y tres capas.

Las ondas viajan a través del planeta después de un terremoto y llegan al sismómetro de Insight. 
(Cortesía: Sanne Cottaar y Paula Koelemeijer. Representación 3D: Jeff Winterbourne. Modelo topográfico basado en la misión MOLA de la NASA. Modelo 3D de InSight proporcionado por la NASA).

«Las velocidades sísmicas bastante bajas que encontramos para la capa superior se deben probablemente a una cantidad significativa de porosidad. Esto podría significar rocas que se han fracturado debido a repetidos impactos de meteoritos y alteración química», dijo Knapmeyer-Endrun a Physics World. Las otras capas probablemente estén menos fracturadas y alteradas, pero podrían tener una composición diferente.

La corteza terrestre también tiene múltiples capas, pero es mucho más delgada en promedio. «Tiene aproximadamente 30 km de espesor debajo de los continentes pero solo 7 km de espesor debajo de los océanos”, dijo Sanne Cottaar. Ella es sismóloga global de la Universidad de Cambridge. «Las diferencias [entre la Tierra y el interior de Marte] tienen mucho que ver con que Marte tiene una sola cubierta estable. Esto es bien diferente a la Tierra que tiene placas tectónicas».

Misterios de Marte

Hace entre 4.5 y 4.7 mil millones de años, Marte tenía un campo magnético global. Estaba generado por una geodinamo térmica impulsada por el intercambio de calor entre el núcleo y el manto. Esta geodínamo de alguna manera se apagó una vez que se escapó demasiado calor del núcleo. Esto difiere de la Tierra, donde la geodínamo se crea por el calor emitido por la solidificación en curso del núcleo interno.

Los resultados iniciales de InSight han proporcionado una guía aproximada del interior de Marte. También es la primera vez que se ha mapeado el interior de un planeta rocoso distinto de la Tierra de esa manera. Las futuras detecciones de ondas sísmicas proporcionarán una mayor resolución. Los resultados se pueden incorporar a modelos de cómo se formó y desarrolló Marte, y de hecho otros planetas.

«Marte presenta preguntas únicas», dice Cottaar. “Está el misterio del campo magnético temprano que murió y la extraña topografía donde el hemisferio sur es alto y el hemisferio norte es bajo. A estos se le suma el vulcanismo muy localizado. Las nuevas restricciones proporcionadas por los datos sísmicos ahora se pueden utilizar para modelar si son causadas por la historia térmica y dinámica de Marte”.

Los tres artículos se publican en Science.

Fuente: Physics World.

Artículo original: NASA craft provides an insight into Mars’ interior. Keith Cooper. July 22, 2021.

Material relacionado

Toda la información sobre la Misión InSight se encuentra en:
MARS InSight Mission. NASA.

Artículos de nuestro acervo sobre InSight

Los dos artículos siguientes contienen además recursos sobre el tema.

a)_

InSight estudia la actividad sísmica (croquis) : una vista en corte de Marte que muestra al InSight Lander (Módulo de Aterrizaje InSight) que estudia la actividad sísmica. 
Crédito: J.T. Keane / Nature Geoscience. 
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Un lote de nuevos documentos resume los hallazgos del módulo de aterrizaje sobre y debajo de la superficie del Planeta Rojo al cabo del primer año.

b)_

El módulo de aterrizaje InSight de la NASA desplegó su Escudo de Viento y Térmico el 2 de Febrero de 2019, (Sol 66). El escudo cubre el sismómetro de InSight, que se colocó en la superficie marciana el 19 de Diciembre de 2018. Esta imagen fue tomada por la cámara de despliegue de instrumentos en el brazo robótico del módulo de aterrizaje.
Crédito:
NASA / JPL – Calthec.

Más de un año después de que el aterrizador Mars InSight aterrizara en un cráter en el ecuador marciano, Marte ahora está revelando sus secretos meteorológicos. Ondas de gravedad, remolinos de superficie «demonios de polvo» y el ruido constante y bajo, del infrasonido.

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