Cuando Galileo observó el planeta Marte con un telescopio hace más de 400 años, solo se registró como un orbe virgen, suspendido en una oscuridad infinita. Durante los siguientes cuatro siglos, los científicos intentaron llenar los vacíos.

Poco después de Galileo, llegó el astrónomo holandés Christiaan Huygens e hizo un profundo descubrimiento en Marte. Al observar el planeta en 1659, Huygens notó una gran área oscura en su cara, sombreada como un punto en forma de corazón en un boceto del planeta rojo. Fue la primera vez que los humanos observaron características de la superficie de otro mundo.

Unos 359 años después, en noviembre de 2018, La NASA aterrizó InSight en la superficie marciana a unas 2,000 millas al este del lugar, la octava vez que la agencia espacial ha colocado un explorador robótico en el planeta rojo. Su misión, que se extendió recientemente hasta 2022, es escuchar los «marsquakes» y comprender lo que sucede debajo de la superficie de nuestro vecino cósmico.

En un series de Tres estudios publicado el jueves en la revista Science, un equipo global de investigadores describe el interior de Marte utilizando datos obtenidos por el sismómetro de InSight, un instrumento que responde a vibraciones y ruido debajo de la superficie de Marte. Analizar una serie de terremotos, sentido por InSight desde 2019, los investigadores pudieron revelar por primera vez el funcionamiento interno de otro planeta de nuestro sistema solar, un gran avance para la geociencia planetaria.

Oreja al suelo

El primer traqueteo planetario detectado por el sismómetro de InSight, conocido como SEIS, en 2019 fue exactamente como el primer dibujo provisional de Huygens. Reveló que Marte era más sísmicamente activo que la Luna, pero no tan activo como la Tierra, y dio a los investigadores un primer vistazo tentador del tipo de datos que InSight podría recopilar.

SEIS (en la foto de la derecha) es un instrumento en forma de cúpula que se desplegó poco después de que InSight llegara a Marte. Se asienta en suelo marciano y, como dice la NASA, es como el estetoscopio de un médico, escuchando el «pulso» del planeta. Es una tecnología extremadamente sensible, que registra las ondas sísmicas que retumban y vibran dentro del planeta después de un terremoto.

Su cúpula exterior es un escudo contra el entorno marciano, protegiendo a SEIS de los vientos y el polvo que podrían afectar las mediciones de vibraciones internas. El sismómetro en sí es un dispositivo bastante simple: contiene tres pesos, suspendidos como un péndulo, que pueden detectar vibraciones provenientes de diferentes direcciones, como cuando una onda sísmica, generada por un terremoto, pasa sobre ellos.

Investigaciones anteriores han demostrado que los terremotos son comunes, pero no muy poderosos. Solo un puñado de registros superiores a la magnitud 3 que en la Tierra puede sonar como un leve retumbar a unas pocas millas de distancia, pero no es lo suficientemente fuerte como para causar daños significativos a estructuras y edificios. La mayoría provienen de la capa superior de la corteza terrestre, pero los estudios han sondeado 10 que llegaron más profundamente debajo de la superficie.

Fue escuchando las ondas generadas por estos terremotos que los investigadores entendieron las entrañas de Marte. Las ondas sísmicas que viajan alrededor del planeta son modificadas por el material con el que entran en contacto, lo que permite a InSight pintar una imagen de lo que está sucediendo. dentro el suelo.

Ogros, cebollas y otros planetas.

La anatomía de un planeta «diferenciado» como Marte es, para tomar prestado de una película de hace 20 años, muy parecida a una cebolla (… o un ogro). Tiene pañales. Aunque los científicos han llenado los espacios en blanco en lo que respecta a las características de la superficie, la atmósfera y la química del suelo, lo que sucede debajo de la superficie sigue siendo un misterio.

«Por todo lo que sabemos sobre Marte, la mayor parte se limita al metro superior», dice Gretchen Benedix, astrogeóloga de la Universidad Curtin en Australia que no estaba afiliada al estudio. «Es como mirar un regalo y concentrarse en el envoltorio».

Al seguir nuevos estudios, los investigadores primero probaron estas capas mediante el estudio de las ondas que sacudían el SEIS de InSight. “Esta nueva información es como abrir el regalo para echar un vistazo”, dice Benedix.

Uno de los estudios, dirigido por Brigitte Knapmeyer-Endrun, geofísica de la Universidad de Colonia, utilizó los datos para estudiar la capa superior del planeta, conocida como corteza.

La capa superior de la corteza, que está formada por rocas de basalto de antiguos flujos de lava, parece tener un grosor máximo de alrededor de 10 kilómetros (6,2 millas). Pero los datos de InSight revelaron que otra capa, aproximadamente el doble de ese tamaño, está justo debajo. Debajo de eso, dijo Knapmeyer-Endrun en un comunicado de prensa, podría ser donde comienza el «manto», lo que haría que la corteza de Marte sea «sorprendentemente delgada».

Pero el equipo también demostró que podría haber una tercera capa en la corteza, extendiendo la profundidad a unos 40 kilómetros.

Luego está el núcleo marciano, que en sí mismo tiene algunas sorpresas guardadas.

Como se muestra en la imagen superior, los terremotos pueden enviar vibraciones al núcleo del planeta, donde rebotan y regresan a SEIS. Estas señales, como descrito en un estudio liderados por Simon Stähler, un geofísico de ETH Zurich en Suiza, eran relativamente pequeños pero nos permitieron estimar el tamaño del núcleo del planeta. Y el tamaño importa aquí.

El límite entre el manto y el núcleo parece estar a menos de 1.000 millas por debajo de la superficie, que es más ancho de lo que sugieren algunos estudios. La sugerencia, según un artículo complementario publicado en Science el jueves, es que el núcleo de hierro-níquel es menos denso de lo esperado, pero está en estado líquido, como lo han apoyado otros estudios.

¿Por qué es importante el interior de Marte?

El regreso de la sismología a Marte ha sido descrito por el geofísico de la Universidad de Texas Yosio Nakamura como «un nuevo amanecer» en un comentario Nature Geoscience en 2020. La capacidad de detectar ondas sísmicas ayuda a imponer limitaciones fundamentales sobre cómo probablemente ha evolucionado el planeta con el tiempo y, según Benedix, «nos dice mucho sobre la evolución térmica de este planeta».

El calor emana del núcleo de un planeta durante su formación y evolución tempranas, y al comprender la composición del núcleo, los investigadores pueden plantear la hipótesis de cómo Marte pudo haberse enfriado con el tiempo. La combinación de esto con otros datos, obtenidos por las naves espaciales en órbita y los rovers chinos y de la NASA, no solo nos ayuda a comprender Marte, sino que también revela cómo se forman, cambian y se desarrollan los planetas a través del sistema solar y potencialmente fuera de él.

InSight también intentó medir directamente la temperatura debajo de la superficie del Planeta Rojo usando un «topo excavador». Pero muy al principio, cuando el topo intentaba excavar en el loco suelo de Marte, se atascó. Los heroicos intentos de los ingenieros de la NASA para liberar al topo no tuvieron éxito, y en enero, fue declarado muerto. Sin embargo, la misión de InSight no ha terminado: continuará escuchando terremotos hasta 2022. Aunque solo proporciona un «oído», por así decirlo, los avistamientos repetidos deberían permitir a los científicos perfeccionar aún más su comprensión del interior de Marte.

En menos de cuatro siglos, hemos pasado del boceto de Huygens de un punto con forma de corazón en la cara de Marte a comprender el corazón mismo de Marte. Que se sigan llenando los espacios en blanco.