Marte es muy similar a nuestra Tierra en muchos aspectos, incluida su estructura interna, o eso se pensaba. Pero ahora dos grupos de investigación han descubierto de forma independiente una peculiaridad inesperada del Planeta Rojo: los datos de medición sísmica de la sonda Mars InSight de la NASA sugieren que todavía hay una capa de material rocoso fundido, de unos 150 kilómetros de espesor, de líquido a semilíquido sobre el metal líquido. centro. de Marte. Este descubrimiento podría explicar por qué el núcleo marciano parecía inusualmente grande y liviano en mediciones anteriores: la capa recién descubierta altera las ondas sísmicas de manera similar al propio núcleo de metal líquido, pero el descubrimiento también arroja nueva luz sobre la evolución térmica y magnética del planeta. el Planeta Rojo.
Marte y la Tierra son hermanos desiguales: a pesar de haberse formado a partir de materiales de partida similares y en la misma zona de la nube primordial, muestran diferencias notables. La Tierra tiene un campo magnético, placas tectónicas y vulcanismo activo, mientras que Marte no. Sin embargo, durante mucho tiempo se desconoció si su estructura interna difería de la de la Tierra. Sólo a finales de 2018 la sonda espacial Mars InSight de la NASA aterrizó en el Planeta Rojo porque fue posible realizar la primera mirada sísmica dentro de Marte: durante unos cuatro años su sismómetro registró la propagación y la velocidad de las ondas generadas por terremotos y meteoritos. Impactos en Marte. Los análisis iniciales de estos datos han demostrado que Marte también está dividido en un núcleo metálico, un manto rocoso y una corteza, pero también existen algunas diferencias. La corteza marciana tiene casi el doble de espesor que la corteza terrestre y está dividida en varias capas.
El núcleo de Marte es un misterio
Pero los resultados obtenidos hasta ahora sobre el núcleo marciano han sido aún más sorprendentes. Según los datos de medición de InSight, éste parecía ser inusualmente grande, con un radio de 1.830 kilómetros. Un indicio de esto fue el reflejo de ondas de corte en el límite entre la roca sólida del manto y un área líquida y caliente debajo; los científicos planetarios interpretaron esto como el límite con el núcleo de metal líquido del Planeta Rojo. Las mediciones basadas en otro tipo de onda sísmica, las ondas P, también sugieren que el núcleo marciano, a diferencia del núcleo de la Tierra, es completamente líquido y no tiene un interior sólido. Además, se espera que su densidad sea significativamente menor que la del núcleo de la Tierra. Los investigadores planetarios han calculado un valor de 6 gramos por centímetro cúbico, significativamente menor que los 9-13 gramos por centímetro cúbico del núcleo metálico de la Tierra. Pero esto significaría que la aleación de hierro y níquel del núcleo marciano tendría que contener muchos más elementos más ligeros que el núcleo de la Tierra.
«Por lo tanto, la composición del núcleo de Marte requeriría más elementos volátiles como azufre, carbono e hidrógeno de los que están cosmoquímicamente disponibles en los probables componentes planetarios de Marte», explican Amir Khan de ETH Zurich y sus colegas. Esta elevada proporción de mezclas en el núcleo marciano no se ajustaba a los modelos actuales de formación de planetas en Marte y la Tierra. Para llegar al fondo de esta discrepancia, tanto Khan como sus colegas y un segundo equipo dirigido por Henri Samuel de la Universidad de Paris Cité volvieron a analizar de forma independiente los datos sísmicos de la sonda terrestre InSight. Aprovecharon que, poco antes del final de la misión, el sismómetro de la sonda registró varios terremotos particularmente fuertes que también atravesaron la región central de Marte.
Capa intermedia líquida en lugar de borde intermedio.
Los resultados de ambos análisis ya están disponibles y revelan algo sorprendente. Como resultado, el límite sólido-líquido que refleja las ondas sísmicas S no es el límite entre el núcleo y el manto de Marte, como se pensaba anteriormente. En cambio, parece haber otra capa líquida sobre el núcleo de metal líquido, que consiste en roca del manto fundida. Utilizando modelos adicionales, ambos equipos determinaron que esta capa intermedia líquida debe tener unos 150 kilómetros de espesor. Por lo tanto, el núcleo marciano debe ser correspondientemente más pequeño: sólo comienza debajo de esta capa de roca caliente y fundida. «En nuestro escenario, esto se traduce en un radio central de 1.650 kilómetros», informan Samuel y sus colegas. Khan y su equipo estiman que el radio del núcleo marciano es de 1.675 kilómetros. Basándose en los nuevos datos de medición, ambos equipos también determinaron una densidad central que era entre un 5 y un 8 por ciento mayor de lo que se suponía anteriormente. Esto reduce la discrepancia entre la mezcla de elementos en el núcleo marciano y la composición que los científicos planetarios suponen para la nube primordial y los planetesimales en el sistema solar primitivo.
El descubrimiento de la capa de roca líquida dentro de Marte también podría arrojar nueva luz sobre la cuestión de por qué Marte, a diferencia de la Tierra, no tiene campo magnético. Esto se debe a que la capa de roca fundida en el núcleo marciano también influye en los flujos de calor dentro de él y aísla el núcleo del resto del planeta. Esto también elimina las interacciones térmicas con el revestimiento sólido más frío, que crean diferencias de temperatura en el baño de metal líquido del núcleo y desencadenan corrientes convectivas. «Esto significa que el núcleo no puede generar corrientes que impulsen un campo magnético, lo que explica por qué Marte ya no tiene un campo magnético activo», dice el coautor Vedran Lekic, de la Universidad de Maryland. Sin embargo, las mediciones in situ realizadas por sondas espaciales muestran que en sus primeros días en el Planeta Rojo había campos magnéticos, al menos en algunos lugares. «La cobertura térmica del núcleo metálico sugiere que fuentes externas deben haber causado estos campos magnéticos en los primeros 500 a 800 millones de años de la evolución de Marte», añade Samuel. «Estos desencadenantes podrían haber sido impactos de alta energía o movimientos nucleares causados por interacciones gravitacionales con lunas anteriores de Marte».
La capa recién descubierta en el interior de Marte no sólo cambia la visión del núcleo del Planeta Rojo, sino también del resto del planeta y su desarrollo debe ser repensado, al menos en parte. Sin embargo, cómo y por qué existe esta capa de roca fundida en Marte sigue siendo controvertido: ambos grupos de investigación proponen escenarios diferentes. Los científicos tampoco están de acuerdo sobre la temperatura y la densidad de la capa líquida recién descubierta. Además, no está claro si esta capa líquida es verdaderamente global porque hasta ahora los datos sísmicos han iluminado predominantemente un lado del interior del planeta. Por lo tanto, todavía es necesario realizar más investigaciones al respecto.
Fuente: Nature, Amir Khan (ETH Zurich) et al., doi: 10.1038/s41586-023-06586-4; Henri Samuel (Universidad Paris Cité) et al., doi: 10.1038/s41586-023-06601-8
