Han pasado ya 47 años desde que la primera nave humana aterrizara en Marte. Fue la Viking 1, y su histórico ‘amartizaje’ se produjo el 20 de julio de 1976. Desde entonces, casi medio centenar de sondas, módulos de aterrizaje, ‘rovers’ y misiones orbitales han visitado el planeta rojo. Con la idea central de buscar signos de agua y vida, todas esas naves y vehículos robóticos han analizado la órbita, la composición del terreno, la atmósfera, la geología, la climatología y un sin número de otras características de Marte. Y ahora, por primera vez, una misión llamada InSight, en su tiempo de descuento, ha conseguido observar ondas sísmicas viajando a través del núcleo marciano, revelando su tamaño y composición exactas. Lo cual llevará a su vez a averiguar cómo pudo ese ‘planeta hermano’ de la Tierra llegar a convertirse en un mundo tan distinto al nuestro.
Bajo la dirección de científicos de la Universidad de Bristol, un equipo internacional de investigadores utilizó los datos sísmicos adquiridos por InSight para medir directamente las propiedades del núcleo de Marte, y encontró que está compuesto por una aleación de hierro completamente líquido, pero con altos porcentajes de materiales mucho más ligeros, como el azufre, el oxígeno o el hidrógeno. El excepcional trabajo se publica hoy mismo en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.
Una estación sísmica en Marte
InSight aterrizó en Marte el 26 de noviembre de 2018 en una región volcánica llamada Elysium Planitia, muy cerca del ecuador del planeta, y funcionó ininterrumpidamente hasta diciembre de 2022. A diferencia de otros aterrizadores, InSight nunca se movió de su sitio. Se trataba, en efecto, de un robot geofísico, y estaba equipado con una serie de instrumentos especialmente diseñados para estudiar el subsuelo y la evolución geológica de Marte. Llama la atención el hecho de que su misión científica se programó inicialmente para durar poco más de un año marciano (unos dos años terrestres). Pero InSight logró sobrevivir más de cuatro años, mucho más tiempo del previsto, por lo que continuó recopilando datos hasta finales de 2022. Y entre esos datos, las primeras y valiosísimas señales de ‘martemotos’, o terremotos marcianos, ondas sísmicas que fueron captadas hasta finales del año pasado.
Jessica Irving, autora principal del estudio, afirma que «Ese tiempo adicional de la misión sin duda valió la pena. De hecho, hemos realizado las primeras observaciones de ondas sísmicas viajando a través del núcleo de Marte. Y esas primeras mediciones de las propiedades elásticas del núcleo marciano nos han ayudado a investigar su composición. En lugar de ser solo una bola de hierro, también contiene una gran cantidad de azufre, así como otros elementos, incluida una pequeña cantidad de hidrógeno».
Un núcleo extraterrestre
«En 1906 -explica por su parte Vedran Lekic, de la Universidad de Maryland y segundo autor del artículo- los científicos descubrieron el núcleo de la Tierra al observar cómo las ondas sísmicas de los terremotos se veían afectadas al viajar a través de él. Más de cien años después, estamos haciendo lo mismo en Marte. Con InSight, finalmente estamos descubriendo qué hay en el centro de Marte y qué hace que Marte sea tan similar, pero también tan distinto de la Tierra».
Para determinar esas diferencias, los investigadores analizaron dos eventos sísmicos marcianos distintos y muy distantes entre sí: uno causado por un terremoto y el otro, en la cara opuesta del planeta rojo, por el gran impacto de una roca espacial. Al comparar el tiempo que les tomó a esas ondas viajar a través de Marte en comparación con las ondas que permanecieron en el manto, y al combinar esa información con otras mediciones sísmicas y geofísicas, el equipo pudo estimar la densidad del material a través del cual viajaron las ondas.
Los resultados indicaron que lo más probable es que Marte tenga un núcleo completamente líquido, a diferencia de la combinación ‘terrestre’, donde encontramos un núcleo externo líquido girando rápidamente alrededor de un núcleo interno sólido. El radio del núcleo marciano, entre 1.780 y 1.810 km, es algo más pequeño de lo que se había estimado anteriormente.
Extraña composición
Pero no solo eso. Además, Irving y sus colegas lograron averiguar numerosos detalles sobre la composición química del núcleo, como la cantidad sorprendentemente grande de elementos ligeros, entre ellos azufre, carbono, hidrógeno y oxígeno, presentes en la capa más interna de Marte. Los hallazgos sugieren que hasta una quinta parte del peso del núcleo se compone de esos elementos. Un porcentaje muy diferente del que podemos encontrar para elementos ligeros en el núcleo de la Tierra, lo que indica que el núcleo de Marte es mucho menos denso y se puede comprimir más fácilmente que el de nuestro planeta. Diferencias que apuntan a diferentes condiciones de formación para ambos mundos.
«Podríamos expresarlo de esta forma -explica Nicholas Schmerr, otro de los autores de la investigación-: las propiedades del núcleo de un planeta pueden servir como resumen de cómo se formó el planeta y cómo evolucionó con el tiempo. El resultado final de los procesos de formación y evolución puede ser la generación, o la ausencia, de condiciones que sustentan la vida. La singularidad del núcleo de la Tierra le permite generar un campo magnético que nos protege de los vientos solares, permitiéndonos conservar el agua. El núcleo de Marte, sin embargo, no genera este escudo protector, por lo que las condiciones de su superficie son hostiles para la vida».
¿Hubo un campo magnético?
A pesar de que Marte no posee actualmente una magnetosfera, los científicos creen posible que en el pasado sí que hubiera un escudo magnético similar al terrestre, dados los rastros de magnetismo que aún hoy sobreviven en la corteza de Marte. Los autores del artículo creen que esto podría significar que Marte evolucionó gradualmente hasta sus condiciones actuales, pasando de ser un planeta con un entorno potencialmente habitable a otrno increíblemente hostil. Las condiciones en el interior juegan un papel clave en esta evolución, al igual que los impactos violentos, según los investigadores.
«En algunos aspectos -sostiene Lekic- es como un rompecabezas. Por ejemplo, hay pequeños rastros de hidrógeno en el núcleo de Marte. Eso significa que tuvieron que darse 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».
En conjunto, concluye Jessica Irving «este ha sido un gran esfuerzo, que involucró técnicas sismológicas de última generación perfeccionadas en la Tierra, junto a nuevos resultados obtenidos por los físicos de minerales y los conocimientos de los miembros del equipo, que simulan cómo cambian los interiores planetarios con el tiempo. Pero el trabajo valió la pena y ahora sabemos mucho más sobre lo que sucede dentro del núcleo marciano».
«Aunque la misión InSight finalizó en diciembre de 2022 -afirma Lekic-, después de cuatro años de monitoreo sísmico, todavía estamos analizando los datos recopilados. InSight continuará influyendo en cómo entendemos la formación y evolución de Marte y otros planetas en los años venideros».
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