Un estudio sísmico confirma que Marte tiene un núcleo líquido y metálico

Un estudio internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha analizado las señales sísmicas de Marte registradas por la misión InSight de la NASA y ha confirmado que Marte tiene un núcleo líquido y metálico. Los datos también han mostrado el tamaño del núcleo, la estructura de la corteza y el manto.

El estudio de las señales de una decena de martemotos registrados por el sismómetro ultrasensible de banda ancha Seis (Seismic Experiment for Interior Structure), desplegado por la misión InSight de la NASA, ha permitido a un equipo internacional de científicos determinar la estructura interna de Marte.

Los resultados de la investigación se publican en tres artículos de la revista Science. El núcleo líquido de Marte tendría un radio de alrededor de 1.830 km (entre 1.790 y 1.870 km), según detalla el primero de los estudios publicados y cuyo primer autor es Simon Stähler, de la ETH de Zúrich. Este tamaño sugiere, según explican los autores en el trabajo, la presencia de una serie de elementos ligeros (como azufre, oxígeno o hidrógeno) en el interior de un núcleo que estaría constituido principalmente por hierro y níquel.

En dos de estos trabajos ha participado Martin Schimmel, investigador de Geociencias Barcelona del CSIC (GEO3BCN-CSIC) y colaborador del equipo del Institute du Physique du Globe de París (IPGP), que coordina Philippe Lognonné, profesor de la Universidad de París.

El estudio y análisis de los datos sísmicos registrados por el Seis ha permitido también a los científicos determinar el grosor y la estructura de la corteza de Marte. En ello se centra el segundo estudio publicado en Science, cuya primera autora es la investigadora de la Universidad de Colonia Brigitte Knapmeyer-Endrun, y en el que también ha colaborado Martin Schimmel.

Analizando el comportamiento de las ondas sísmicas, los investigadores han podido identificar las diferentes discontinuidades que presenta esta capa en el punto de aterrizaje de la sonda InSight.

 “Este trabajo proporciona las primeras mediciones directas de las capas internas de otro planeta. Estos datos son clave para determinar su estructura interna, así como su evolución geológica y geoquímica”, explica Martin Schimmel, que colabora desde hace unos años en el desarrollo de métodos de procesado de la señal sísmica junto a Eléonore Stutzmann, Zongbo Xu y Philippe Lognonné, investigadores del IPGP y coautores de los trabajos publicados.

Un solo sismómetro, múltiples resultados

Los modelos de la estructura interna de Marte existentes hasta ahora estaban basados en los datos registrados por los satélites en órbita y el análisis de su superficie.  A partir de las mediciones de gravedad y topografía se había estimado que la corteza del planeta tenía un grosor de entre 30 y 100 km. Además, los valores del momento de inercia y la densidad del planeta sugerían la existencia de un núcleo con un radio de entre 1.400 y 2.000 km. Pero se desconocían los detalles exactos.

Gracias a la sensibilidad del instrumento, los científicos han podido “escuchar” los eventos sísmicos que sucedían a miles de kilómetros de distancia. Las ondas sísmicas varían de velocidad y forma cuando viajan a través de los diferentes materiales que forman el interior del planeta, lo que ha permitido a los sismólogos estudiar la estructura interna de Marte.

El equipo del Mars Quake Service de la misión Insight fue capaz así de registrar y catalogar un total de 600 eventos sísmicos, de los cuales unos 60 corresponden a los llamados martemotos relativamente distantes. Una decena contenían información sobre la estructura profunda del planeta. “Las ondas sísmicas de un terremoto son como el eco que generamos al gritar en la montaña. Y son los ecos de estas ondas, que se generan cuando se reflejan en el núcleo o en límite entre este y el manto, lo que buscamos en las señales gracias a su similitud con las ondas directas del marsquake”, explica Philippe Lognonné.

“Conocer el tamaño del núcleo de Marte y su estructura proporcionan información sobre cómo se pudo generar el campo magnético que una vez protegió la atmosfera del planeta de las partículas de alta energía”, explica Schimmel. “El tamaño del núcleo y la estructura interior del planeta juegan también un papel fundamental en los procesos de convección del manto que se manifiestan en superficie, como la actividad volcánica y tectónica. Entender la evolución de Marte nos puede ayudar a entender también por qué la Tierra evolucionó de una determinada manera y entender mejor nuestro sistema solar”, concluye Schimmel.

CSIC Comunicación