Las ondas sísmicas ayudan a mapear el núcleo de Marte por primera vez

Más de cien años después de que los geólogos notaron por primera vez cómo las ondas sísmicas viajan a través de la Tierra, pudieron provocar otro terremoto primero. Esta vez, midieron las «ondas sísmicas trans-núcleo» que se mueven a través de Marte. El sismógrafo del módulo de aterrizaje InSight rastreó las ondas de choque generadas por el terremoto y el evento de impacto. Su comportamiento reveló por primera vez que Marte probablemente tenía un núcleo líquido. Está hecho de un solo bloque de aleación de hierro fundido.

En comparación, el Núcleo de la Tierra es más un tablero combinado. Tiene un núcleo exterior líquido y un núcleo interior sólido. En su mayoría contienen hierro y níquel. El núcleo exterior turbulento se calienta por la descomposición radiactiva y otros procesos. También genera el campo magnético de nuestro planeta.

Resulta que las entrañas de Marte son ligeramente diferentes de las entrañas del planeta Tierra. El núcleo de hierro líquido marciano también es rico en azufre, con porciones más pequeñas de oxígeno, carbono e hidrógeno. Esta combinación de elementos lo hace mucho menos denso que el núcleo de la Tierra y es más comprimible.

¿Qué nos dice la esencia de Marte?

Según Nicholas Schmier de la Universidad de Maryland y miembro del equipo que utilizó los datos de InSight para estudiar Marte, las diferencias entre los núcleos de la Tierra y Marte apuntan a diferentes historias de formación para cada planeta. «Puedes pensarlo de esta manera; las características del núcleo de un planeta pueden servir como un resumen de cómo se formó un planeta y cómo evoluciona dinámicamente con el tiempo. El resultado final de los procesos de formación y evolución puede ser la generación o la falta de vida. -condiciones de mantenimiento «, dijo. «La singularidad del núcleo de la Tierra es que le permite generar un campo magnético que nos protege del viento solar, permitiéndonos conservar el agua. El núcleo marciano no genera este escudo protector, por lo que las condiciones de la superficie del planeta son hostiles para la vida».

Concepto artístico de cómo se forma un planeta rocoso por acumulación de cuerpos pequeños.  Cuanto más grande se vuelve, más caliente se vuelve su núcleo y más presión experimenta.  Las capas del planeta se están derritiendo.  Los elementos más pesados ​​se hunden en el centro (el núcleo), mientras que los elementos más livianos flotan hacia afuera.  Las ondas sísmicas viajan de manera diferente a través de diferentes capas.  La herramienta de sismología de InSight fue capaz de esto "mirando" Esas ondas a su paso por Marte.  NASA/JPL-Caltech.
Concepto artístico de cómo se forma un planeta rocoso por acumulación de cuerpos pequeños. Cuanto más grande se vuelve, más caliente se vuelve su núcleo y más estrés recibe. Las capas del planeta se están derritiendo. Los elementos más pesados ​​se hunden hacia el centro (núcleo) y los elementos más ligeros flotan hacia el exterior. Las ondas sísmicas viajan de manera diferente a través de diferentes capas. El sismógrafo de InSight pudo «monitorear» esas ondas a medida que pasaban por el planeta Marte. NASA/JPL-Caltech.

Curiosamente, a pesar de tener un núcleo de hierro líquido, Marte no parece tener mucho campo magnético global. Sin embargo, es posible que haya dado a luz a uno en el pasado. Los científicos planetarios sospechan de su existencia porque las rocas marcianas contienen rastros de magnetismo de la antigüedad. Esta «memoria» magnética está incrustada en los cristales de roca cuando se enfrían en presencia de un campo magnético. Esta memoria puede durar millones o miles de millones de años. En la Tierra, los científicos lo usan para rastrear los movimientos de las placas tectónicas de nuestro planeta, por ejemplo. También lo usan para monitorear los cambios en el campo magnético de la Tierra a lo largo del tiempo, una ciencia llamada «palemagnetismo».

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Rocas antiguas, magnetismo antiguo y condiciones en el núcleo marciano

Los estudios del paleomagnetismo de las rocas marcianas informan a los científicos sobre el campo magnético de Marte en el pasado. Aunque ahora no hay uno, es probable que alguna vez haya tenido uno similar al de la Tierra. El profesor asistente de geología de la Universidad de Maryland, Vedran Lekic, sugiere que Marte ha pasado de ser un planeta potencialmente habitable, protegido por un campo magnético, a un lugar más «antipático» que es hoy.

¿Qué hizo que ella cambiara? Según Lekić, las condiciones en el corazón pueden haber influido, junto con otros factores, como las influencias violentas. «Es como un rompecabezas en algunos aspectos», dijo Lekic. «Por ejemplo, hay pequeños rastros de hidrógeno en el núcleo de Marte. Esto significa que debe haber ciertas condiciones que permitieron que el hidrógeno estuviera allí, y tenemos que entender esas condiciones para entender cómo evolucionó Marte hasta convertirse en el planeta que es hoy». .”

Nadie ha podido obtener imágenes del núcleo marciano directamente. Sin embargo, los científicos planetarios han creado modelos completos de cómo creen que son las condiciones allá afuera. Los sismógrafos InSight confirman la precisión de esos modelos. «Este fue un esfuerzo masivo, incorporando la última tecnología de sismología refinada en la Tierra, junto con nuevos hallazgos de físicos metalúrgicos y conocimientos de los miembros del equipo que simulan cómo cambia el interior de los planetas con el tiempo», señaló Jessica Irving, profesora titular de la Universidad de Bristol y un miembro del equipo que analiza los hallazgos de InSight. «Pero el trabajo ha valido la pena, y ahora sabemos mucho más sobre lo que sucede dentro del núcleo de Marte».

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sonando bajo la superficie

El equipo utilizó datos de InSight del terremoto del 25 de agosto de 2021 y del impacto del 18 de septiembre de 2021. Compararon el tiempo que tardaron las ondas de cada evento en viajar a través de Marte con las ondas que permanecieron en el manto. Estas medidas se combinaron con otras medidas sísmicas y geofísicas del Planeta Rojo. Todos estos datos le dieron al equipo suficiente información para estimar la densidad y la compresibilidad del material a través del cual pasaron las ondas. Así es como los investigadores descubrieron que es probable que Marte tenga este núcleo muy líquido.

El detector de terremotos Mars InSight se ha utilizado para monitorear las ondas sísmicas de los terremotos e impactos de Marte.  NASA
El detector de terremotos Mars InSight se ha utilizado para monitorear las ondas sísmicas de los terremotos e impactos de Marte. NASA

Lekic y Schmeir notan que Marte ha evolucionado gradualmente a sus condiciones actuales, cambiando de un planeta con un ambiente potencialmente habitable a uno que es increíblemente hostil. Según los investigadores, las condiciones en el interior juegan un papel importante en este desarrollo, al igual que las influencias violentas. El estudio de los datos de InSight y otras misiones les ayudará a determinar más sobre las condiciones que existieron en la historia antigua de Marte para darle esta esencia.

“Aunque la misión InSight terminó en diciembre de 2022 después de cuatro años de monitoreo sísmico, todavía estamos analizando los datos recopilados”, dijo Lekic. «InSight continuará influyendo en cómo entendemos la formación y evolución de Marte y otros planetas en los años venideros».

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