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| Los dos mayores terremotos detectados por el InSight de la NASA parecen haberse originado en una región de Marte llamada Cerberus Fossae. Los científicos ya habían detectado signos de actividad tectónica en esta zona, incluidos desprendimientos de tierra. Esta imagen fue tomada por la cámara HiRISE del Mars Reconnaisance Orbiter de la NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona |
Gracias al análisis de los sismos registrados por la misión InSight de la
NASA, se ha podido determinar por primera vez la estructura de la corteza de
Marte en números absolutos. Bajo el lugar de aterrizaje de InSight, la corteza
tiene un grosor aproximado de 20 o 39 kilómetros. Este es el resultado de un
equipo internacional de investigación dirigido por la Dra. Brigitte
Knapmeyer-Endrun, geofísica del Instituto de Geología y Mineralogía de la
Universidad de Colonia, y el Dr. Mark Panning, del Laboratorio de Propulsión a
Chorro del Instituto Tecnológico de California (Caltech). InSight son las
siglas de "Exploración interior mediante investigaciones sísmicas, geodesia y
transporte de calor". El módulo de aterrizaje de la NASA, que aterrizó en
Marte el 26 de noviembre de 2018, explora la corteza, el manto y el núcleo del
planeta rojo. El artículo "Thickness and structure of the Martian crust from
InSight seismic data" fue publicado en la revista Science el 23 de julio de
2021.
En el pasado, solo se podían estimar las diferencias
relativas del grosor de Marte, y se requerían suposiciones adicionales para
obtener espesores absolutos. Así, los valores absolutos resultantes mostraban
una gran dispersión, dependiendo de las suposiciones que se hicieran. La
sismología sustituye ahora estas suposiciones por una medición directa en el
lugar de aterrizaje, y calibra así el espesor de la corteza para todo el
planeta. Este dato independiente también permite estimar la densidad de la
corteza.
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| Este es el segundo selfie completo de InSight de la NASA en Marte. Desde que se tomó su primer selfie, el módulo de aterrizaje ha retirado su sonda térmica y su sismómetro de su cubierta, colocándolos en la superficie marciana; una fina capa de polvo cubre ahora también la nave. Este selfie es un mosaico formado por 14 imágenes tomadas el 15 de marzo y el 11 de abril -los días marcianos 106 y 133 de la misión- por la cámara de despliegue de instrumentos de InSight, situada en su brazo robótico. Crédito: NASA/JPL-Caltech |
"Lo que la sismología puede medir son principalmente contrastes de velocidad. Se trata de diferencias en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas en distintos materiales", explica Knapmeyer-Endrun, autor principal del trabajo. "De forma muy similar a la óptica, podemos observar fenómenos como la reflexión y la refracción. En lo que respecta a la corteza, también nos beneficiamos del hecho de que la corteza y el manto están formados por rocas diferentes, con un fuerte salto de velocidad entre ellas". A partir de estos saltos, se puede determinar con gran precisión la estructura de la corteza. Los datos muestran que en el lugar de aterrizaje de InSight, la capa superior tiene unos 8 (+/-2) kilómetros de espesor. Por debajo, le sigue otra capa de unos 20 (+/-5) kilómetros. "Es posible que el manto comience bajo esta capa, lo que indicaría una corteza sorprendentemente fina, incluso comparada con la corteza continental de la Tierra. Debajo de Colonia, por ejemplo, la corteza terrestre tiene unos 30 kilómetros de espesor", explicó Knapmeyer-Endrun. Sin embargo, es posible que haya una tercera capa de corteza en Marte, lo que haría que la corteza marciana bajo el lugar de aterrizaje tuviera un grosor de unos 39 (+/-8) kilómetros. Eso sería más coherente con los hallazgos anteriores, pero la señal de esta capa no es esencial para que coincida con los datos existentes. "En ambos casos, sin embargo, podemos descartar la posibilidad de que toda la corteza esté hecha del mismo material conocido por las mediciones de la superficie y por los meteoritos marcianos", dijo el geofísico. "Más bien, los datos sugieren que la capa superior está compuesta por una roca inesperadamente porosa. Además, podría haber otros tipos de roca a mayor profundidad que los basaltos observados en la superficie".
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| Esta representación artística muestra un corte del instrumento Seismic Experiment for Interior Structure, o SEIS, que volará como parte del módulo de aterrizaje InSight de la NASA. SEIS es un sismómetro de alta sensibilidad que se utilizará para detectar por primera vez terremotos en la superficie del Planeta Rojo. En este corte hay dos capas. La capa exterior es el Escudo Térmico y de Viento, una cubierta que protege al sismómetro del entorno marciano. El viento de Marte, así como los cambios extremos de temperatura, podrían afectar a este instrumento tan sensible. La capa interior es el propio SEIS, una cúpula de color latón que alberga los tres péndulos del instrumento. Estos interiores están dentro de una cámara de vacío de titanio para aislarlos aún más de los cambios de temperatura en la superficie marciana. Crédito: NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP |
La medición única e independiente del grosor de la corteza en el lugar de aterrizaje de InSight es suficiente para cartografiar la corteza de todo el planeta. Las mediciones realizadas desde los satélites que orbitan Marte proporcionan una imagen muy clara del campo gravitatorio del planeta, lo que permite a los científicos comparar las diferencias relativas del grosor de la corteza con la medición realizada en el lugar de aterrizaje. La combinación de estos datos proporciona un mapa preciso.
El grosor de la corteza de Marte es especialmente interesante porque la corteza se formó en una etapa temprana a partir de los restos de un manto fundido. Por tanto, los datos sobre su estructura actual también pueden proporcionar información sobre cómo evolucionó Marte. Además, una comprensión más precisa de la evolución de Marte ayuda a descifrar cómo se desarrollaron los primeros procesos de diferenciación en el sistema solar y por qué Marte, la Tierra y otros planetas son tan diferentes en la actualidad.
Fuentes, créditos y referencias:
"Espesor y estructura de la corteza marciana a partir de los datos sísmicos de InSight" por Brigitte Knapmeyer-Endrun, Mark P. Panning, Felix Bissig, Rakshit Joshi, Amir Khan, Doyeon Kim, Vedran Lekic, Benoit Tauzin, Saikiran Tharimena, Matthieu Plasman, Nicolas Compaire, Raphael F. Garcia, Ludovic Margerin, Martin Schimmel, Éléonore Stutzmann, Nicholas Schmerr, Ebru Bozdag, Ana-Catalina Plesa, Mark A. Wieczorek, Adrien Broquet, Daniele Antonangeli, Scott M. McLennan, Henri Samuel, Chloé Michaut, Lu Pan, Suzanne E. Smrekar, Catherine L. Johnson, Nienke Brinkman, Anna Mittelholz, Attilio Rivoldini, Paul M. Davis, Philippe Lognonné, Baptiste Pinot, John-Robert Scholz, Simon Stähler, Martin Knapmeyer, Martin van Driel, Domenico Giardini y W. Bruce Banerdt, 23 de julio de 2021, Science.DOI: 10.1126/science.abf8966