Los estudios de «Marsquakes» revelan las entrañas metálicas del planeta rojo


Es posible que hayamos caminado sobre la Luna y enviado sondas a través del sistema solar, pero sabemos muy poco sobre lo que está sucediendo dentro de otros planetas. Ahora, por primera vez, hemos podido ver el interior de uno, gracias a la sonda Mars InSight de la NASA. La sonda, que aterrizó en 2018, está equipado con un módulo de aterrizaje alimentado por energía solar repleto de equipos, incluido un sismómetro (un detector de vibraciones muy sensible).

Los resultados, publicado en tres estudios en ciencia, arroja algunos hallazgos inesperados sobre el interior de Marte, incluido un núcleo muy grande.

Aunque Marte no tiene placas tectónicas, se detectaron los primeros «marsquakes» meses después del aterrizaje de la sonda. Estos pueden resultar de vibraciones causadas por meteoritos que golpean la superficie o de procesos dentro del planeta.

Es difícil detectar terremotos en Marte, en parte porque el sismómetro está sujeto a los extremos del clima marciano, con períodos de viento cambiantes estacionalmente que oscurecen los datos. Las señales utilizadas para sondear el interior de Marte provienen todas de terremotos relativamente pequeños, los mejores entre los cientos detectados hasta ahora.

Los planetas crecen mediante la acumulación de material (acreción) al principio de la vida de un sistema solar. Pero sus interiores no son una mezcla uniforme de estos ingredientes iniciales; también se someten a diferenciación, donde algunos minerales más livianos «flotan» hacia la superficie, mientras que los componentes más pesados ​​como el hierro se hunden hacia el centro del planeta. Esperamos que los planetas rocosos como Marte tengan un núcleo rico en hierro, seguido de un silicato capa llamada manto y una piel más externa conocida como corteza. Hasta ahora, se desconocía cuánto de Marte ocupaba cada una de estas capas.

Corazón metálico

Es imposible obtener una muestra del núcleo de Marte. En cambio, para estimar su tamaño, usamos ondas sísmicas (creadas por marsquakes). En la Tierra, el radio del núcleo se estimó primero al encontrar su «sombra», un área donde el núcleo interrumpe la llegada de ondas sísmicas de terremotos distantes. Nuestro estudio tenía que depender de un tipo particular de ondas lentas de desplazamiento lateral llamadas ondas S que se han reflejado en la superficie por la interfaz entre el núcleo y el manto.

El cuidadoso procesamiento sísmico realizado por sismólogos de todo el mundo reveló señales de seis maremotos relativamente cerca de la sonda. Combinado con información de la física mineral y de las ondas sísmicas que viajan a través del manto, pudimos estimar el tamaño y la densidad del núcleo marciano. Esto sugiere que el radio es la friolera de 1.830 km (más o menos 40 km), un poco más de la mitad del radio del planeta, que es más grande de lo que pensábamos.

Las ondas de corte viajan desde un terremoto y se reflejan en el núcleo de hierro-níquel.
Chris Bickel / Ciencia

El núcleo más grande de lo esperado requiere que una proporción relativamente grande de elementos más ligeros se mezcle con su hierro. Gracias a nuestro trabajo, ahora sabemos que el núcleo marciano debería contener una alta fracción de azufre y otros elementos ligeros. Los experimentos muestran que es poco probable que los compuestos de hierro líquido que contienen tanto azufre se solidifiquen a las presiones y temperaturas que esperamos en el centro de Marte, por lo que es poco probable que tenga un núcleo sólido interno como lo tiene la Tierra. Esto puede ayudarnos a comprender por qué no hay un campo magnético planetario en Marte hoy, a diferencia de la Tierra.

Capas y capas

La corteza de un planeta comprende una pequeña fracción de su masa. Pero las interacciones químicas y térmicas de la corteza marciana con la atmósfera, y con el agua o el hielo presentes, ayudan a establecer las condiciones que determinan si puede existir vida allí.

En el segundo nuevo estudio, otro equipo investigó ondas sísmicas que se convirtieron de ondas P, que son ondas compresionales rápidas, a ondas S (o viceversa) cuando encontraron diferentes materiales rocosos, y una evaluación de las vibraciones de fondo y la gravedad, para sondear la corteza marciana. . Esto sugirió que el posible espesor medio de la corteza marciana es de entre 24 y 72 km. Esto significa que podemos descartar estimaciones anteriores de hasta unos 100 km.

A partir de más de 100 años de sismología en la Tierra, sabemos que debajo de la fina corteza se encuentra el manto, pero el manto en sí no es uniforme hasta el núcleo. El manto superior y la corteza, conocidos colectivamente como litosfera, son rígidos, mientras que el manto inferior es un sólido que puede fluir. En la Tierra, son las placas litosféricas las que se mueven como parte de la tectónica de placas, pero en Marte, no está claro qué papel juega la litosfera.

Para muestrear diferentes profundidades del manto, podemos usar ondas sísmicas directas y reflejadas. Las ondas P o S directas se sumergen profundamente en el manto y luego regresan a la superficie. La profundidad a la que viajan depende de la estructura del planeta y de la distancia desde el terremoto hasta el sismómetro. Las ondas reflejadas regresan a la superficie y luego se sumergen nuevamente dos o tres veces. Un tercer estudio identificó ocho marsquakes de baja frecuencia que produjeron ondas directas y reflejadas, y las utilizó para crear y probar diferentes modelos de la corteza y el manto marcianos.

Al comparar los datos y los modelos, encontraron que la litosfera de Marte tiene entre 400 y 600 km de espesor. Esto es considerablemente más grueso que cualquier capa rígida vista en la Tierra e implica que la corteza marciana tiene una mayor concentración de elementos radiactivos que producen calor de lo que se pensaba anteriormente.

Ahora sabemos más sobre los ingredientes que se utilizaron para construir Marte y que tiene una litosfera muy gruesa, lo que permite que nuestro planeta hermano más pequeño retenga su calor interno. Aunque los futuros astronautas no tendrán que preocuparse por los pequeños maremotos que usamos para sondear el planeta rojo, la falta de un campo magnético generado por el núcleo rico en azufre significará que ellos y su equipo deberán tener más cuidado con las agresiones. viento solar.

Nuestra nueva comprensión del interior marciano es parte de una nueva era de sismología planetaria, más de cincuenta años desde la Misiones Apolo sismómetros aterrizados en la Luna. Se desplegarán nuevos sismómetros en la Luna como parte del Misión Artemisa, mientras que la Libélula La misión colocará un sismómetro en Titán, la luna de Saturno, a mediados de la década de 2030. Estos experimentos nos ayudarán a comprender más sobre cómo se forman y evolucionan los planetas: ver las profundidades de Marte es solo una pieza de un rompecabezas del tamaño de un sistema solar.La conversación

Este artículo de Jessica Irving, Profesor Titular de Geofísica, Universidad de bristol y Anna Horleston, Investigador asociado sénior en sismología planetaria, Universidad de bristol, Se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.



Fuente: TNW

Compartir:

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Esta web utiliza cookies propias y de terceros para su correcto funcionamiento y para fines analíticos y para fines de afiliación y para mostrarte publicidad relacionada con sus preferencias en base a un perfil elaborado a partir de tus hábitos de navegación. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Ver Política de cookies
Privacidad