Las nubes se deslizan sobre el sismómetro cubierto por una cúpula, conocido como SEIS, perteneciente al módulo de aterrizaje InSight de la NASA, en Marte. Créditos: NASA/JPL-Caltech

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Antes de que la nave InSight de la NASA aterrizara en Marte en 2018, los vehículos y orbitadores que estudian el Planeta Rojo se concentraron en su superficie. El sismómetro del módulo de aterrizaje estacionario ha cambiado eso, revelando por primera vez detalles sobre el interior profundo del planeta.

Hoy se han publicado en Science tres artículos basados en los datos del sismómetro, que proporcionan detalles sobre la profundidad y la composición de la corteza, el manto y el núcleo de Marte, incluyendo la confirmación de que el centro del planeta está fundido. El núcleo externo de la Tierra está fundido, mientras que su núcleo interno es sólido; los científicos seguirán utilizando los datos de InSight para determinar si ocurre lo mismo en Marte.

"Cuando empezamos a elaborar el proyecto de la misión hace más de una década, la información de estos documentos era lo que esperábamos obtener al final", dijo el investigador principal de InSight, Bruce Banerdt, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que dirige la misión. "Esto representa la culminación de todo el trabajo y la gran preocupación de la última década".

El sismómetro de InSight, llamado Experimento Sísmico para la Estructura Interior (SEIS, por sus siglas en inglés), ha registrado 733 sismos distintos en Marte. Aproximadamente 35 de ellos han proporcionaron los datos para los tres artículos -todos entre las magnitudes 3,0 y 4,0. El sismómetro ultrasensible permite a los científicos "escuchar" los fenómenos sísmicos a cientos o miles de kilómetros de distancia.

El módulo de aterrizaje InSight de la NASA detectó un terremoto en Marte, representado aquí como un sismograma, el 25 de julio de 2019, el 235º día marciano, o sol, de su misión. Los sismólogos estudian los movimientos en los sismogramas para confirmar si realmente están viendo un sismo o un ruido causado por el viento. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Mirando a Marte

Las ondas sísmicas varían en velocidad y forma al atravesar diferentes materiales dentro de un planeta. Estas variaciones en Marte han permitido a los sismólogos estudiar la estructura interna del planeta. A su vez, lo que los científicos aprendan sobre Marte puede ayudar a mejorar la comprensión de cómo se formaron todos los planetas rocosos, incluida la Tierra.

Al igual que la Tierra, Marte se calentó cuando se formó a partir del polvo y los grandes cúmulos de material meteorítico que orbitaban alrededor del Sol y que ayudaron a dar forma a nuestro primitivo sistema solar. Durante las primeras decenas de millones de años, el planeta se separó en tres capas distintas -la corteza, el manto y el núcleo- en un proceso llamado de diferenciación. Parte de la misión de InSight consistía en medir la profundidad, el tamaño y la estructura de estas tres capas.

Cada uno de los artículos publicados en Science se centra en una capa diferente. Los científicos descubrieron que la corteza es más delgada de lo esperado y puede tener dos o incluso tres subcapas. Llega hasta 20 kilómetros de profundidad en el caso de que haya dos subcapas, o hasta 37 kilómetros en el caso de que haya tres.

Debajo se encuentra el manto, que se extiende 1.560 kilómetros por debajo de la superficie.

En el corazón de Marte está el núcleo, que tiene un radio de 1.830 kilómetros (1.137 millas  ). La confirmación del tamaño del núcleo fundido fue especialmente emocionante para el equipo. "Este estudio es una oportunidad única en la vida", dijo Simon Stähler, de la universidad suiza de investigación ETH Zurich, autor principal del artículo sobre el núcleo. "Los científicos tardaron cientos de años en medir el núcleo de la Tierra; desde las misiones Apolo, tardaron 40 años en medir el núcleo de la Luna. InSight tardó sólo dos años en medir el núcleo de Marte".

A la caza de temblores

Los terremotos que la mayoría de la gente siente provienen de fallas causadas por el desplazamiento de las placas tectónicas. A diferencia de la Tierra, Marte no tiene placas tectónicas, sino que su corteza es como una placa gigante. Pero las fallas, o fracturas de las rocas, se siguen formando en la corteza marciana debido a las tensiones causadas por el ligero decrecimiento del planeta a medida que se va enfriando.

Los científicos de InSight dedican gran parte de su tiempo a buscar vibraciones en los sismogramas, en los que el más mínimo movimiento en una línea puede representar un terremoto o, en su caso, el ruido creado por el viento. Si las ondulaciones del sismograma siguen ciertos patrones conocidos (y si el viento no sopla al mismo tiempo), existe la probabilidad de que se trate de un terremoto.

Las ondas iniciales son ondas primarias (P) que van seguidas de ondas secundarias (S). Estas ondas también pueden aparecer de nuevo más tarde en el sismograma tras reflejarse en las capas del interior del planeta.

"Lo que buscamos es un eco", afirma Amir Khan, de la ETH de Zúrich, autor principal del artículo sobre el manto. "Estamos detectando un sonido directo -el terremoto- y luego escuchando un eco de un reflector en las profundidades".

Estos ecos pueden incluso ayudar a los científicos a encontrar cambios dentro de una misma capa, como las subcapas dentro de la corteza.

"La estratificación de la corteza es algo que vemos constantemente en la Tierra", explica Brigitte Knapmeyer-Endrun, de la Universidad de Colonia, autora principal del artículo sobre la corteza. "Los bandazos de un sismograma pueden revelar propiedades como un cambio en la porosidad o una capa más fracturada".

Una de las sorpresas es que todos los sismos más significativos de InSight parecen provenir de una zona, Cerberus Fossae, una región lo suficientemente activa desde el punto de vista volcánico como para que la lava haya fluido allí en los últimos millones de años. Las naves espaciales en órbita han detectado las huellas de rocas que pueden haber rodado por laderas empinadas después de haber sido desprendidas por los terremotos de Marte.

Curiosamente, no se han detectado terremotos en las regiones volcánicas más importantes, como Tharsis, donde se encuentran tres de los mayores volcanes de Marte. Pero es posible que se estén produciendo muchos terremotos -incluso de mayor magnitud- que InSight no pueda detectar. Esto se debe a las zonas de sombra causadas por el núcleo que refracta las ondas sísmicas lejos de ciertas áreas, impidiendo que el eco de un terremoto llegue a InSight.

A la espera del gran terremoto 

Estos resultados son sólo el principio. Los científicos disponen ahora de datos reales para perfeccionar sus modelos de Marte y su formación, y SEIS detecta nuevos sismos marcianos cada día. Mientras se gestiona el nivel de energía de InSight, su sismómetro sigue escuchando y los científicos tienen la esperanza de detectar un temblor mayor de 4,0.

"Todavía nos gustaría que hubiera uno grande", dijo Mark Panning, del JPL, coautor del artículo sobre la corteza terrestre. "Tenemos que hacer muchos procesamientos cuidadosos para extraer lo que deseamos de estos datos. Tener un episodio más grande facilitaría todo esto".

Panning y otros científicos de InSight compartirán sus hallazgos a las 9 a.m. PDT (12 p.m. EDT) el 23 de julio en una discusión transmitida en vivo en NASA Television, la aplicación de la NASA, el sitio web de la agencia y múltiples plataformas de medios sociales de la agencia, incluyendo los canales de YouTube y Facebook de JPL.

Fuente: Andrew Good Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. 818-393-2433 Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. Karen Fox / Alana Johnson NASA Headquarters, Washington 301-286-6284 / 202-358-1501 Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. / Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

2021-154 Last Updated: Jul 22, 2021 Editor: Naomi Hartono

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