Marte está zumbando y los científicos no están seguros por qué

El último geólogo robótico de la NASA está comenzando a revelar el pulso del planeta rojo.

Monday, March 2, 2020,
Por Maya Wei-Haas
InSight está diseñado para mapear las estructuras interiores de Marte. Entre los muchos instrumentos de la ...
InSight está diseñado para mapear las estructuras interiores de Marte. Entre los muchos instrumentos de la nave espacial, InSight lleva un sismómetro extremadamente sensible, que se muestra en el centro de esta imagen, que ha estado monitoreando cada temblor del planeta.
Fotografía de NASA/JPL-Caltech

Bajo su fría superficie polvorienta, Marte está zumbando. El zumbido silencioso y constante late periódicamente con el ritmo de los terremotos que se agitan en todo el planeta, pero la fuente de esta música alienígena sigue siendo desconocida.

Este zumbido marciano es solo uno de una serie de nuevos misterios y descubrimientos detectados por el módulo de aterrizaje InSight de la NASAEl trabajo, descrito en un conjunto de  cinco estudios publicados hoy en Nature Geoscience y Nature Communications, ofrece un vistazo a la sorprendente actividad que se encuentra por encima y por debajo de la superficie del planeta rojo.

InSight aterrizó en Marte en noviembre del 2018, luego de un terrible descenso a una extensión plana, sin características, cerca del ecuador del planeta. Desde entonces, la nave ha estado utilizando un sismómetro extremadamente sensible y una serie de instrumentos adicionales para tomar lecturas que ayudan a los científicos a desenredar la actividad geológica y la estructura interna de Marte.

El módulo de aterrizaje InSight se encuentra en la superficie de Marte en una ilustración, que muestra tanto su sismómetro como su sonda con sensor de temperatura denominada "mole".
Fotografía de Illustration by NASA/JPL-Caltech

"Es un alivio poder finalmente levantarnos y gritar, mirar todas estas cosas maravillosas que estamos viendo", dice Bruce Banerdt, el investigador principal de la misión InSight.

Además del extraño zumbido, el último lote de datos de InSight describe la primera zona de falla activa descubierta en Marte, patrones y pulsos en los campos magnéticos modernos, e insinúa el pasado magnético del planeta. En conjunto, la información obtenida de Marte es vital para descubrir cómo se forman y evolucionan todos los planetas rocosos con el tiempo.

"No se puede hacer un modelo solo desde la Tierra, se necesitan más puntos de datos", dice Suzanne Smrekar, investigadora principal adjunta de la misión InSight. "Es súper emocionante que veamos algunas de estas cosas y que estemos tratando de entender a Marte".

Orígenes curiosos del terremoto

Uno de los objetivos principales de InSight es medir la actividad sísmica de Marte. Los primeros meses de escuchar temblores fueron preocupantemente silenciosos. Pero finalmente, el 6 de abril del 2019, el primer "marsquake" (martemoto) detectado retumbó en todo el planeta rojo, emocionando a los sismólogos terrestres.

Desde esa detección, los marsquakes han seguido llegando, con más de 450 registrados hasta el momento, dice Banerdt. Si bien el nivel de actividad no fue una sorpresa, los pequeños eventos parecen estar ocurriendo cada vez con mayor frecuencia. El aumento en pequeños temblores podría ser un efecto estacional, pero dado que acabamos de comenzar a recopilar registros, ese sigue siendo uno de los muchos misterios que el equipo está trabajando para resolver.

Los científicos tampoco están seguros exactamente de dónde provienen todos estos marsquakes. Aquí en la Tierra, la superficie del planeta con frecuencia tiembla debido a la lenta marcha de las placas tectónicas. El estrés se acumula en la corteza y una liberación repentina genera un terremoto. Pero Marte no tiene tectónica de placas global, por lo que los geólogos están considerando otros posibles desencadenantes.

Dos temblores particulares detectados por InSight están ayudando a los científicos a acercarse a las respuestas. La pareja sonó fuerte y clara, marcando entre magnitud tres y cuatro, lo que permitió a los investigadores rastrearlos hasta su área de origen, una serie de cortes profundos en la superficie conocida como Cerberus Fossae, que se formó hace 10 millones de años o menos.

Flujos de lava expansivos e inundaciones de agua una vez estallaron de estas fisuras en la superficie, y algunos fluidos aún pueden permanecer en el subsuelo. Como tal, las bolsas de magma que se enfrían y se contraen, o el movimiento de la roca fundida o incluso el agua a través del subsuelo, son posibles fuentes para el par de retumbos marcianos, dice Smrekar. 

Para determinar la causa de los marsquakes y obtener una mejor imagen del subsuelo, los científicos tendrán que detectar más temblores, tal vez incluso unos pocos golpes.

"Nos encantaría ver uno de [magnitud] cinco", dice Smrekar. "¿Y quien sabe? Es un juego de espera.

La canción marciana que nunca termina

InSight también detectó una misteriosa señal sísmica que constantemente zumba en el fondo de los temblores.

La tierra tiene muchos zumbidos de fondo constantes, el más frecuente de los cuales proviene del chapoteo de los océanos y del choque de las olas contra la orilla. Pero a 2,4 hertzios, el dron de Marte tiene un tono más alto que la mayoría de los zumbidos naturales en la Tierra, que tienden a caer por debajo de 1 hertz, dice Stephen Hicks, sismólogo de terremotos en el Imperial College de Londres que no participó en los nuevos estudios.

El análisis sugiere que el zumbido de Marte no está relacionado con los vientos rugientes del planeta, y parece fortalecerse con el estallido de un terremoto distante. El efecto es un poco como hacer sonar una campana gritando cerca, explica Joshua Carmichael, un geofísico cuantitativo del Laboratorio Nacional de Los Alamos que no participó en la investigación. Su voz es una mezcla de frecuencias, y si una coincide con la resonancia de la campana, sus gritos pueden hacer que suene.

Quizás el zumbido está relacionado con la geología debajo de InSight, que de alguna manera amplifica ese tono particular, dice Banerdt. InSight se encuentra en un antiguo cráter, ya que está lleno de polvo y arena, que podría sonar atrapando las olas de los terremotos. Sin embargo, la estructura tampoco está excitada por los vientos turbulentos, y la cuenca parece un poco pequeña para generar este anillo en particular, dice Banerdt.

El zumbido y los temblores podrían provenir de dos fuentes separadas, dice Hicks. El propio módulo de aterrizaje InSight podría incluso estar causando la misteriosa resonancia, agrega Banerdt.

"Es extremadamente desconcertante", dice Banerdt. "No tenemos una idea consensuada de qué es esto".

Una imagen magnética de nitidez

Además de revelar rarezas sobre la actividad sísmica actual de Marte, los últimos datos de InSight han descubierto algo inesperado sobre el campo magnético del planeta: El campo que rodea el módulo de aterrizaje es 10 veces más fuerte que el predicho por los satélites.

En la Tierra, nuestro campo magnético es impulsado por lo que se conoce como geodinamo, creado como el núcleo de hierro fundido dentro del planeta giratorio que se agita constantemente a unas 2897 kilómetros bajo nuestros pies. Esta rotación genera un campo magnético global que rodea el planeta y lo protege de la radiación solar.

Marte también tuvo un geodinamo una vez, pero se detuvo hace miles de millones de años, quizás permitiendo que las explosiones solares eliminen una atmósfera una vez espesa. Sólo hoyos del magnetismo de Marte aún perduran, en forma de minerales magnéticos encerrados en las rocas del planeta. Como tal, el planeta tiene un mosaico de campos magnéticos de intensidades variables que cubren su superficie.

Los orbitadores han proporcionado una imagen borrosa de ese campo de mosaico mientras se eleva por encima del suelo. Pero ahora, InSight ha proporcionado el equivalente de una imagen de alta resolución, y el campo magnético es mucho más intenso de lo esperado. Si bien la medición del módulo de aterrizaje es solo un único punto de datos, la información podría ayudar a desenredar la fuerza del geodinamo pasado de Marte, lo que a su vez podría responder preguntas sobre cuándo y por qué Marte pasó de un mundo cálido y húmedo a un orbe frío y seco.

"Esta medida fue nuestro primer pequeño sabor, un punto único, de cuán fuerte podría ser la magnetización", dice Robert Lillis, físico espacial planetario de la Universidad de California, Berkeley, que no formó parte del equipo de estudio.

Los nuevos estudios también proporcionan una pista tentadora de la edad del geodinamo. Los investigadores rastrearon las señales hasta una unidad de roca a kilómetros bajo tierra que se cree que tiene unos 3.900 millones de años, unos 200 millones de años menos que cuando se cree que el geodinamo de Marte se apagó.

¿Se agitó el geodinamo en el núcleo de Marte durante más tiempo de lo que se creía anteriormente? Es difícil decirlo con certeza debido a las grandes incertidumbres en la edad de las unidades de roca, advierte Catherine Johnson, primera autora del nuevo estudio sobre los campos magnéticos de Marte y geofísica de la Universidad de Columbia Británica y del Instituto de Ciencia Planetaria. Pero tal vez los descubrimientos futuros de InSight ofrecerán más pistas.

El pulso misterioso

InSight también detectó un poco de magnetismo tambaleante sobre el campo magnético constante de Marte: cambios de día a noche y señales que ocasionalmente palpitan en un pulso débil.

Las variaciones diarias del campo magnético son comunes en la Tierra. En el lado de nuestro planeta, la radiación solar golpea la atmósfera superior, creando partículas cargadas que interactúan con los vientos y con las líneas de campo magnético de la Tierra para generar corrientes eléctricas. Como resultado, el campo magnético en el lado diurno de nuestro planeta recibe un pequeño impulso adicional, mientras que el lado nocturno es ligeramente más débil. Este patrón diurno también se ve en Marte, algo que los científicos no esperaban detectar desde la superficie.

El campo magnético marciano parece tener períodos más cortos de oscilación que tienen lugar alrededor de la medianoche y, a veces, al amanecer o al anochecer. No aparecen todos los días, sin aparente rima o razón detrás del patrón, señala Johnson. El conductor invisible de esta orquesta magnética probablemente esté muy por encima de la superficie del planeta rojo. Allí, corrientes de partículas cargadas del sol fluyen alrededor del planeta, parcialmente desviadas por la débil atmósfera de Marte y del campo magnético irregular.

La turbulencia en estos vientos solares podría generar ondas en el campo magnético de Marte, y este proceso o efectos similares podrían ser la fuente de las pulsaciones que InSight mide en la superficie.

"Realmente no entendemos de dónde provienen", dice Johnson. El análisis emparejado de InSight en el suelo y un orbitador llamado MAVEN en el cielo podría ayudar a proporcionar un descanso en el caso.

Mientras tanto, todos los datos de InSight de los nuevos estudios ahora están disponibles para el público, con nuevos lotes publicados cada tres meses. Banerdt espera que otros científicos se unan a su equipo en sus continuos esfuerzos para estudiar detenidamente los números.

"Cuantas más mentes tengas pensando en estas cosas", dice, "más probable es que encuentres buenas respuestas".

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