Mientras el rover en Marte Perseverancia la agencia espacial estadounidense NASA se está preparando para tomar muestras de roca superficial Intuición profundo. El dispositivo aterrizó cerca del ecuador marciano en noviembre de 2018. Desde entonces, el Intuición su oreja en el suelo marciano. Similar a un médico con un estetoscopio en un paciente, el experimento sísmico de estructura interna (Seis) escucha el interior de Marte. El detector en forma de cúpula ha registrado más de 1000 terremotos.
Varios equipos de investigación internacionales ahora están informando lo que dicen estas señales sobre el interior de Marte. En pocas palabras, Marte tiene una corteza inesperadamente delgada, una parte superior sólida del manto bastante gruesa y un núcleo mucho más grande y ligero de lo esperado. Tres en la revista comercial Ciencia Los artículos publicados explican los detalles.
Los investigadores quieren saber: ¿Está la tierra amenazada por un destino similar al de su vecino?
«Aunque Marte y la Tierra eran cuerpos celestes muy similares cuando se formaron, Marte pasó por un desarrollo completamente diferente al de la Tierra», dice Domenico Giardini, profesor de sismología y geodinámica en ETH Zurich, quien dirige los estudios y está involucrado en las tres publicaciones. es. «En última instancia, queremos comprender mejor por qué este es el caso y si la Tierra podría enfrentar un destino similar al de Marte».
Según Giardini, los investigadores procedieron como una divertida búsqueda del tesoro: primero tenían que encontrar la primera estación. Contenía conocimiento del manto de Marte e información sobre el camino a la segunda estación: el núcleo del planeta. Etcétera. El tesoro a recuperar es la comprensión del origen y desarrollo del planeta rojo.
El instrumento Seis del rover marciano «Insight» descansa sobre la superficie de Marte y mide las vibraciones.
(Foto: NASA / JPL-Caltech)
El primer gran paso fue averiguar más sobre las estructuras subyacentes de Marte. De los terremotos más fuertes, los investigadores solo pudieron detectar las llamadas ondas del cielo que viajaban dentro de Marte. Donde la estructura cambia, las ondas espaciales se reflejan y llegan en parte a la superficie con Seis. Sin embargo, estos fuertes terremotos no desencadenaron las llamadas ondas superficiales. Los investigadores sospechan que la razón es que los terremotos son demasiado débiles y un poco demasiado profundos. Esto significaba que faltaba una fuente fundamental de información: solo combinando ambos tipos de ondas podemos dar información más precisa sobre la velocidad de propagación de las ondas y sobre las propiedades de las capas internas de Marte.
«Tomó más de un año resolver este problema», dice Giardini. Consistió en examinar casi una docena de los 43 fuertes terremotos profundos registrados hasta la fecha con las señales más claras. Porque estos se reflejaron de un lado a otro como un eco varias veces entre las estructuras internas de Marte y la superficie marciana. «De estos ecos pudimos obtener información sobre la velocidad de propagación y, por lo tanto, sobre la química y la temperatura del manto», dice Amir Khan, autor principal del estudio en cuestión.
Esa fue la primera parada en la búsqueda del tesoro. Proporcionó información sobre la estructura del manto hasta una profundidad de unos 800 kilómetros. Por tanto, el manto es muy rígido hasta una profundidad de 500 kilómetros y, por tanto, pertenece a la llamada litosfera del planeta. «En general, el manto de Marte es una versión más simple del manto de la Tierra», dice Khan. «Pero todavía sabemos poco sobre el manto más profundo hasta una profundidad de unos 1500 kilómetros».
Una vez que se conoció la velocidad de propagación de las ondas en el manto, los investigadores pudieron buscar específicamente las ondas reflejadas desde el núcleo. Para hacer esto, buscaron ondas espaciales especiales, las llamadas ondas de corte. Estos no se pueden esparcir en líquidos. Por tanto, no penetran en un núcleo planetario líquido. Se esperaba que el núcleo de Marte estuviera formado por hierro líquido y níquel. «Ahora lo sabemos con certeza», dice Giardini.
¿Por qué elementos ligeros como el azufre y el hidrógeno contaminaron el núcleo?
El radio del núcleo es de unos 1830 kilómetros, según los investigadores de Ciencia reporte. Esto es un poco más de la mitad de la distancia desde la superficie al centro del planeta, una proporción de tamaño similar entre el núcleo y todo el planeta que con la Tierra. Esto significa que el núcleo de Marte es, en primer lugar, más grande y, en segundo lugar, mucho más ligero de lo esperado. Esto significa: «Además de los elementos pesados como el hierro y el níquel, elementos más ligeros como el azufre, el carbono, el oxígeno y el hidrógeno también deben estar presentes en el núcleo», dice Simon Stähler del Instituto de Geofísica ETH de Zúrich, autor principal de la estudio Básico. Una gran pregunta ahora es: ¿cómo llegaron estos elementos de luz al corazón? Según Stähler, parte de la explicación es que Marte se formó antes que la Tierra y está hecho de material diferente.
El núcleo planetario líquido plantea otro misterio para los científicos: se suponía que generaba un campo magnético. «El campo magnético de Marte ha estado muy activo durante aproximadamente mil millones de años», dice Giardini. «Luego desapareció. No sabemos por qué».
En la región de Cerberus Fossae, los investigadores midieron algunos de los terremotos marcianos más fuertes hasta la fecha.
(Foto: NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona)
Ahora los investigadores están buscando señales de terremotos en el otro lado del planeta, cuyas ondas penetran el núcleo, para saber más. Porque la falta de campo magnético es un factor decisivo que distingue a Marte de la Tierra: sin campo magnético no hay protección contra el viento solar. Esto gradualmente hizo volar la atmósfera de Marte una vez existente al espacio y la adelgazó considerablemente.
El tercer estudio se refiere a la corteza de Marte. Con este fin, los investigadores que trabajan con Brigitte Knapmeyer-Endrun de la Estación Sísmica Bensberg de la Universidad de Colonia examinaron terremotos bastante débiles con señales de alta frecuencia. Su origen se encuentra a poca profundidad en la corteza. Estos temblores quedan literalmente atrapados en la corteza y se propagan casi sin ser molestados.
Los estudios ayudan a comprender mejor otros planetas y exoplanetas
«Se ha demostrado que la corteza es mucho más delgada de lo esperado», dice Giardini. Tiene entre 24 y 45 kilómetros de espesor. Los modelos habían sugerido un espesor de entre 30 y 90 kilómetros.
«Estos tres estudios limitan severamente las posibles estructuras internas de Marte hoy», escriben Sanne Cottaar y Paula Koelemeijer de la Universidad de Cambridge en otro. Ciencia artículo publicado que clasifica los tres estudios. «Esto mejorará nuestra comprensión de cómo se formó el planeta hace miles de millones de años y cómo ha evolucionado con el tiempo». Según Stähler, los estudios actuales son muy útiles para validar modelos de formación de planetas. «Esto nos ayuda a comprender mejor otros planetas o exoplanetas similares a la Tierra, en los que nunca podremos aterrizar y operar un sismómetro». Otra estación para encontrar, según Giardini, es la distribución exacta del agua. Los eventos son conocidos por los polos. Sin embargo, no está claro a qué profundidades y en qué cantidades hay agua dentro de Marte.
