InSight de la NASA revela el interior profundo de Marte

Antes de que la nave espacial InSight de la NASA aterrizara en Marte en 2018, los rovers y orbitadores que estudiaban el Planeta Rojo se concentraron en su superficie.

23 julio 2021 |

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

Tres artículos basados ​​en los datos del sismómetro se publicaron hoy en Science, que brindan detalles sobre la profundidad y composición de la corteza, el manto y el núcleo de Marte, incluida 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 continuarán utilizando los datos de InSight para determinar si lo mismo es válido para Marte.

"Cuando comenzamos a armar el concepto de la misión hace más de una década, la información en estos documentos es 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 lidera la misión. "Esto representa la culminación de todo el trabajo y la preocupación durante la última década".

El sismómetro de InSight, llamado Experimento Sísmico para Estructura Interior ( SEIS ), ha registrado 733 marsquakes distintos. Aproximadamente 35 de ellos, todos entre magnitudes 3.0 y 4.0, proporcionaron los datos para los tres artículos. El sismómetro ultrasensible permite a los científicos "escuchar" eventos sísmicos desde cientos a miles de millas de distancia.

Mirando hacia Marte

Las ondas sísmicas varían en velocidad y forma cuando viajan a través de diferentes materiales dentro de un planeta. Esas variaciones en Marte han dado a los sismólogos una forma de 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 a medida que se formaba a partir del polvo y los grupos más grandes de material meteorítico que orbitaban alrededor del Sol y que ayudaron a dar forma a nuestro sistema solar primitivo. 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 diferenciación. Parte de la misión de InSight era medir la profundidad, el tamaño y la estructura de estas tres capas.

Cada uno de los artículos de Science se centra en una capa diferente. Los científicos encontraron que la corteza era más delgada de lo esperado y puede tener dos o incluso tres subcapas. Tiene una profundidad de hasta 20 kilómetros (12 millas) si hay dos subcapas, o 37 kilómetros (23 millas) si hay tres.

Debajo está el manto, que se extiende a 969 millas (1,560 kilómetros) por debajo de la superficie.

En el corazón de Marte se encuentra el núcleo, que tiene un radio de 1.137 millas (1.830 kilómetros). Confirmar el 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 de investigación suiza ETH Zurich, autor principal del artículo principal. “A los científicos les llevó cientos de años medir el núcleo de la Tierra; después de las misiones Apolo, les tomó 40 años medir el núcleo de la Luna. InSight tardó solo dos años en medir el núcleo de Marte ".

A la caza de Wiggles

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; su corteza es, en cambio, como un plato gigante. Pero aún se forman fallas, o fracturas de rocas, en la corteza marciana debido a las tensiones causadas por la ligera contracción del planeta a medida que continúa enfriándose.

Los científicos de InSight pasan gran parte de su tiempo buscando ráfagas de vibración en sismogramas, donde el más mínimo movimiento en una línea puede representar un terremoto o, para el caso, 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 posibilidad de que se trate de un terremoto.

Los meneos iniciales son ondas primarias o P, seguidas de ondas secundarias o S. Estas ondas también pueden volver a aparecer más adelante en el sismograma después de reflejarse en las capas del interior del planeta.

"Lo que estamos buscando es un eco", dijo Amir Khan de ETH Zurich, autor principal del artículo sobre el manto. "Detectamos un sonido directo, el terremoto, y luego escuchamos el eco de un reflector en las profundidades del suelo".

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

"La formación de capas dentro de la corteza es algo que vemos todo el tiempo en la Tierra", dijo Brigitte Knapmeyer-Endrun de la Universidad de Colonia, autora principal del artículo sobre la corteza. "Los movimientos de un sismograma pueden revelar propiedades como un cambio en la porosidad o una capa más fracturada".

Una sorpresa es que todos los terremotos más importantes de InSight parecen haber venido de un área, Cerberus Fossae , una región volcánicamente lo suficientemente activa 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 pendientes empinadas después de ser sacudidas por los marsquakes.

Curiosamente, no se han detectado terremotos en regiones volcánicas más prominentes, como Tharsis, hogar de tres de los volcanes más grandes de Marte. Pero es posible que estén ocurriendo muchos terremotos, incluidos los más grandes, que InSight no puede detectar. Eso se debe a las zonas de sombra causadas por el núcleo que refracta las ondas sísmicas lejos de ciertas áreas, lo que evita que el eco de un terremoto llegue a InSight.

Esperando al grande

Estos resultados son solo el comienzo. Los científicos ahora tienen datos sólidos para refinar sus modelos de Marte y su formación, y SEIS detecta nuevos terremotos todos los días. Mientras se gestiona el nivel de energía de InSight , su sismómetro todavía está escuchando y los científicos tienen la esperanza de detectar un terremoto mayor que 4.0.

"Todavía nos encantaría ver el más grande", dijo Mark Panning de JPL, coautor principal del artículo sobre la corteza. “Tenemos que hacer un gran procesamiento cuidadoso para extraer las cosas que queremos de estos datos. Tener un evento más grande facilitaría todo esto ".

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

Más sobre la misión

JPL administra InSight para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. InSight es parte del Programa Discovery de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la agencia en Huntsville, Alabama. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial InSight, incluida la etapa de crucero y el módulo de aterrizaje, y respalda las operaciones de la nave espacial para la misión.

Varios socios europeos, incluidos el Centre National d'Études Spatiales (CNES) de Francia y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), están apoyando la misión InSight. CNES proporcionó el instrumento Sismic Experiment for Interior Structure (SEIS) a la NASA, con el investigador principal del IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Las contribuciones significativas para SEIS provinieron de IPGP; el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania; el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH Zurich) en Suiza; Imperial College London y Oxford University en el Reino Unido; y JPL. DLR proporcionó el paquete de propiedades físicas y flujo de calor ( HP 3), con importantes contribuciones del Centro de Investigación Espacial (CBK) de la Academia de Ciencias de Polonia y Astronika en Polonia. El Centro de Astrobiología (CAB) de España suministró los sensores de temperatura y viento.