Los terremotos de Marte liberan el enigma del núcleo

Un nuevo estudio ha revelado datos interesantes sobre el núcleo líquido del centro de Marte, lo que permite comprender mejor la formación y evolución del planeta. La investigación, dirigida por la Universidad de Bristol y publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, revela las primeras detecciones de ondas sonoras que se desplazan por el núcleo marciano.

Las mediciones de esta energía acústica, llamadas ondas sísmicas, indican que su núcleo líquido es ligeramente más denso y pequeño de lo que se pensaba, y está compuesto por una mezcla de hierro y otros numerosos elementos.

Los hallazgos son tanto más notables cuanto que, en principio, la misión de investigación sólo iba a durar algo más de un año marciano (dos años terrestres). A pesar de que las tormentas marcianas aceleraron la acumulación de polvo y redujeron la potencia del módulo de aterrizaje en Marte InSight, la NASA prolongó su estancia, por lo que se siguieron recogiendo datos geofísicos, incluidas señales de maremotos, hasta finales del año pasado.

La autora principal del estudio, la doctora Jessica Irving, profesora titular de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Bristol (Reino Unido), asegura que "el tiempo adicional de la misión ha merecido la pena. Hemos realizado las primeras observaciones de ondas sísmicas que se desplazan por el núcleo de Marte", destaca.

"Dos señales sísmicas, una procedente de un maremoto muy lejano y otra del impacto de un meteorito en el otro extremo del planeta, nos han permitido sondear el núcleo marciano con ondas sísmicas -añade-. Hemos estado escuchando la energía que viaja por el corazón de otro planeta, y ahora la hemos oído".

Según indica, "estas primeras mediciones de las propiedades elásticas del núcleo de Marte nos han ayudado a investigar su composición. En lugar de ser sólo una bola de hierro, también contiene una gran cantidad de azufre, así como otros elementos, incluyendo una pequeña cantidad de hidrógeno".

Los datos clave del módulo de aterrizaje InSight

El equipo de investigadores utilizó datos del módulo de aterrizaje InSight de la NASA, una nave espacial robótica diseñada para sondear el interior de Marte, para comparar las ondas sísmicas que viajan a través del núcleo del planeta con las que transitan por las regiones menos profundas de Marte, y modelizó las propiedades de su interior.

El módulo de aterrizaje InSight desplegó un sismómetro de banda ancha en la superficie marciana en 2018, lo que permitió detectar eventos sísmicos, incluidos marsquakes e impactos de meteoritos.

El equipo multidisciplinar de científicos, que incluye sismólogos, geodinamistas y físicos de minerales, utilizó las observaciones de dos eventos sísmicos situados en el hemisferio opuesto al sismómetro para medir los tiempos de viaje de las ondas sísmicas que atravesaron el núcleo en relación con las ondas sísmicas que permanecieron en el manto.

Según el doctor Irving, "los llamados fenómenos del 'lado lejano', es decir, los que se producen en el lado opuesto del planeta al que se encuentra InSight, son intrínsecamente más difíciles de detectar porque se pierde o se desvía una gran cantidad de energía a medida que las ondas viajan a través del planeta".

"Hemos necesitado suerte y habilidad para encontrar y utilizar estos fenómenos -reconoce-. Durante el primer año de operaciones en Marte no detectamos ningún fenómeno en el lado lejano. Si la misión hubiera terminado entonces, esta investigación no habría podido llevarse a cabo".

"El marsquake sol 976 fue el evento más lejano encontrado durante la misión. El segundo evento del lado lejano, S1000a (el primer evento detectado en el día 1.000 de operaciones) fue particularmente útil porque resultó ser el impacto de un meteorito que escuchamos a lo largo de todo el planeta, por lo que sabíamos de dónde procedían las señales sísmicas", recuerda.

Según indica, "estos eventos se produjeron después de que el Servicio de Terremotos de Marte (MQS) hubiera perfeccionado sus habilidades en cientos de días de datos marcianos; entonces se necesitaron muchos conocimientos sismológicos de todo el equipo Insight para desentrañar las señales a partir de los complejos sismogramas registrados por el módulo de aterrizaje".

Resultados: Marte es ligeramente más denso y pequeño

Los autores utilizaron estas mediciones para construir modelos que describieran las propiedades físicas del núcleo, incluido su tamaño y la velocidad de las ondas elásticas. Los resultados sugieren que el núcleo de Marte es ligeramente más denso y pequeño que las estimaciones anteriores, con un radio aproximado de 1.780-1.810 km.

Estos hallazgos son coherentes con el hecho de que el núcleo tenga una fracción relativamente alta de elementos ligeros aleados con hierro, incluyendo abundante azufre y cantidades más pequeñas de oxígeno, carbono e hidrógeno.

Ved Lekic, coautor del estudio y profesor asociado de Geología en la Universidad de Maryland College Park (Estados Unidos), apunta que "detectar y comprender las ondas que viajan a través del núcleo de otro planeta es un reto increíble que refleja décadas de esfuerzos de cientos de científicos e ingenieros de varios países".

"No sólo tuvimos que utilizar sofisticadas técnicas de análisis sísmico, sino también desplegar conocimientos sobre cómo afectan las altas presiones y temperaturas a las propiedades de las aleaciones metálicas, aprovechando la experiencia del equipo InSight", prosigue.

Irving añade que "los nuevos resultados son importantes para comprender cómo la formación y evolución de Marte difieren de las de la Tierra. Las nuevas teorías sobre las condiciones de formación y los componentes básicos del planeta rojo tendrán que ser capaces de ajustarse a las propiedades físicas del núcleo reveladas por este nuevo estudio".