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

No pasó mucho tiempo después de Galileo cuando apareció el astrónomo holandés Christiaan Huygens e hizo un profundo descubrimiento sobre Marte. Al mirar el planeta en 1659, Huygens notó una gran área oscura en su cara, sombreada en un punto en forma de corazón en un contorno del planeta rojo. Era la primera vez que los humanos observaban las características superficiales 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 de la mancha, la octava vez que la agencia espacial ha colocado un explorador robótico en el planeta rojo. Su misión, que se ha extendido recientemente hasta 2022, es escuchar los «marsquakes» y comprender lo que sucede debajo de la superficie de nuestro vecino cósmico.

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

oreja en el suelo

El primer traqueteo planetario detectado por el sismómetro InSight, conocido como SIX, en 2019 fue como el primer diseño experimental 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.

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

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

Investigaciones anteriores han demostrado que los marsquakes son comunes, pero no muy poderosos. Solo un puñado se registra por encima de la magnitud 3 que, en la Tierra, puede parecer un ruido débil a unas pocas millas de distancia, pero no es lo suficientemente fuerte como para causar daños significativos a estructuras y edificios. La mayoría se origina en la corteza superior del planeta, pero los estudios han investigado 10 que se originaron más abajo de la superficie.

Escuchar las ondas generadas por estos terremotos es cómo los investigadores entendieron las entrañas de Marte. Las ondas sísmicas que se mueven a través del interior del planeta son alteradas por el material con el que entran en contacto, lo que permite a InSight retratar lo que está sucediendo. en El suelo.

ogros, cebollas y otros planetas

La anatomía de un planeta «diferenciado» como Marte es, para tomar prestada una película de hace 20 años, como una cebolla (… o un ogro). Tiene capas. Aunque los científicos han llenado los vacíos con respecto a las características de la superficie, la atmósfera y la composición química del suelo, lo que está sucediendo debajo de la superficie ha sido un misterio.

«Por lo que sabemos sobre Marte, la mayor parte se limita al metro superior», dijo 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».

En el nuevo conjunto de estudios, los investigadores sondearon estas capas por primera vez, estudiando las ondas que sacudieron el SIX de InSight. “Esta nueva información es como abrir el presente 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 corteza superior, que está compuesta de roca basáltica de antiguos flujos de lava, parece tener como máximo unos 10 kilómetros (6,2 millas) de espesor. 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, puede ser donde comience el «manto», lo que haría que la corteza de Marte sea «sorprendentemente delgada».

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

Luego está el núcleo marciano, que también trajo algunas sorpresas.

Como se muestra en la imagen superior, los marsquakes pueden enviar vibraciones al centro del planeta, donde rebotan hacia adelante y hacia atrás hacia SIX. Estos signos, como descrito en un estudio dirigidos por Simon Stähler, geofísico de ETH Zurich en Suiza, eran relativamente débiles, pero ayudaron a estimar qué tan grande es el núcleo del planeta. Y el tamaño es importante aquí.

El límite entre el manto y el núcleo parece estar un poco por debajo de los 1.600 kilómetros por debajo de la superficie, que es más grande de lo que han sugerido algunos estudios. La sugerencia, según un artículo publicado en la revista Science el jueves, es que el núcleo de hierro-níquel es menos denso de lo que se predijo anteriormente, pero está en estado líquido, como han argumentado otros estudios.

¿Por qué es importante el interior de Marte?

El regreso de la sismología a Marte fue descrito por el geofísico de la Universidad de Texas Yosio Nakamura como «un nuevo amanecer» en una revisión de ciencias de la naturaleza de la naturaleza en 2020. La capacidad de detectar ondas sísmicas ayuda a poner algunas limitaciones fundamentales sobre cómo el planeta probablemente ha evolucionado 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 temprana, y al comprender la composición del núcleo, los investigadores pueden plantear la hipótesis de cómo Marte podría haberse enfriado con el tiempo. La combinación de esto con otros datos, obtenidos al orbitar naves espaciales y robots de la NASA y China, no solo nos ayuda a comprender Marte, sino que revela cómo se forman, cambian y se desarrollan los planetas en el sistema solar y potencialmente también fuera de él.

InSight también trató de medir directamente la temperatura debajo de la superficie del planeta rojo usando un «topo de excavación». Pero al principio, cuando el topo intentó excavar en el loco suelo de Marte, se estrelló. Los heroicos intentos de los ingenieros de la NASA para liberar al topo resultaron infructuosos, y en enero, fue declarado muerto. Sin embargo, la misión de InSight no ha terminado: seguirá escuchando marsquakes hasta 2022. Si bien proporciona un solo «oído», por así decirlo, las observaciones repetidas 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 del propio Marte. Que se sigan llenando los espacios en blanco.