Los experimentos realizados en la Tierra sobre aleaciones de hierro y azufre que se cree que componen el núcleo de Marte revelan detalles sobre las propiedades sísmicas del planeta por primera vez. Esta información se comparará con las observaciones realizadas por las sondas espaciales marcianas en un futuro próximo. Si los resultados entre el experimento y la observación coinciden o no, confirmará las teorías existentes sobre la composición de Marte o pondrá en duda la historia de su origen.

Marte es uno de nuestros vecinos terrestres más cercanos, sin embargo, todavía está muy lejos, entre unos 55 millones y 400 millones de kilómetros, dependiendo de dónde estén la Tierra y Marte en relación con el sol. En el momento de escribir, Marte está a unos 200 millones de kilómetros de distancia, y en todo caso, es extremadamente dificil, caro y peligroso para llegar. Por estas razones, A veces es más sensato investigar el planeta rojo a través de simulaciones aquí en la Tierra que enviar una sonda espacial costosa o, en el futuro, gente.

Keisuke Nishida, un profesor asistente del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Tokio en el momento del estudio, y su equipo estudian el funcionamiento interno y la composición de Marte a través de datos sísmicos que revelan no solo el estado actual del planeta, pero también sugieren su pasado, incluyendo sus orígenes.

"La exploración de los interiores profundos de la Tierra, Marte y otros planetas es una de las grandes fronteras de la ciencia, ", dijo Nishida." Es fascinante en parte debido a las enormes escalas involucradas, pero también por cómo los investigamos de forma segura desde la superficie de la Tierra ".

Durante mucho tiempo se ha teorizado que el núcleo de Marte probablemente consiste en una aleación de hierro y azufre. Pero dado lo inaccesible que es el núcleo de la Tierra para nosotros, Es probable que las observaciones directas del núcleo de Marte tengan que esperar algún tiempo. Por eso los detalles sísmicos son tan importantes, como ondas sísmicas, similar a ondas sonoras enormemente poderosas, puede viajar a través de un planeta y ofrecer un vistazo al interior, aunque con algunas salvedades.

"La sonda Insight de la NASA ya está en Marte recopilando lecturas sísmicas, "dijo Nishida." Sin embargo, incluso con los datos sísmicos, faltaba una información importante sin la cual los datos no podrían interpretarse. Necesitábamos conocer las propiedades sísmicas de la aleación de hierro y azufre que se cree que forma el núcleo de Marte ".

Nishida y su equipo ahora han medido la velocidad de lo que se conoce como ondas P (uno de los dos tipos de ondas sísmicas, el otro son ondas S) en aleaciones de hierro-azufre fundidas.

"Debido a obstáculos técnicos, Pasaron más de tres años antes de que pudiéramos recopilar los datos ultrasónicos que necesitábamos, así que estoy muy contento de que ahora lo tengamos, ", dijo Nishida." La muestra es extremadamente pequeña, lo que podría sorprender a algunas personas dada la enorme escala del planeta que estamos simulando de manera efectiva. Pero los experimentos de alta presión a microescala ayudan a la exploración de estructuras a macroescala y las historias evolutivas de los planetas a gran escala temporal ".

Una aleación de hierro-azufre fundido justo por encima de su punto de fusión de 1, 500 grados Celsius y sujeto a 13 gigapascales de presión tiene una velocidad de onda P de 4, 680 metros por segundo; esto es más de 13 veces más rápido que la velocidad del sonido en el aire, que es 343 metros por segundo. Los investigadores utilizaron un dispositivo llamado prensa multianvil tipo Kawai para comprimir la muestra a tales presiones. Utilizaron haces de rayos X de dos instalaciones de sincrotrón, KEK-PF y SPring-8, para obtener imágenes de las muestras para luego calcular los valores de la onda P.

"Tomando nuestros resultados, Los investigadores que lean datos sísmicos marcianos ahora podrán decir si el núcleo es principalmente una aleación de hierro y azufre o no. "dijo Nishida." Si no lo es, eso nos dirá algo sobre los orígenes de Marte. Por ejemplo, si el núcleo de Marte incluye silicio y oxígeno, sugiere que, como la tierra, Marte sufrió un gran evento de impacto cuando se formó. Entonces, ¿de qué está hecho Marte? y como se formó? Creo que estamos a punto de averiguarlo ".

El estudio se publica en Comunicaciones de la naturaleza .