La impresión de un artista de la estructura interna de Marte. La capa superior es la corteza, y debajo está el manto, que descansa sobre un núcleo interior sólido. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Usando datos del InSight Lander de la NASA en Marte, Los sismólogos de la Universidad de Rice han realizado las primeras mediciones directas de tres límites del subsuelo desde la corteza hasta el núcleo del planeta rojo.
"En última instancia, puede ayudarnos a comprender la formación planetaria, "dijo Alan Levander, coautor de un estudio disponible en línea esta semana en Cartas de investigación geofísica . Si bien el grosor de la corteza de Marte y la profundidad de su núcleo se han calculado con varios modelos, Levander dijo que los datos de InSight permitieron las primeras mediciones directas, que se puede utilizar para comprobar modelos y, en última instancia, mejorarlos.
"En ausencia de tectónica de placas en Marte, su historia temprana se conserva principalmente en comparación con la Tierra, "dijo el coautor del estudio, Sizhuang Deng, un estudiante graduado de Rice. "Las estimaciones de profundidad de los límites sísmicos marcianos pueden proporcionar indicaciones para comprender mejor su pasado, así como la formación y evolución de los planetas terrestres en general".
Encontrar pistas sobre el interior de Marte y los procesos que lo formaron son objetivos clave para InSight, un módulo de aterrizaje robótico que aterrizó en noviembre de 2018. El sismómetro en forma de cúpula de la sonda permite a los científicos escuchar leves rumores dentro del planeta, de la misma manera que un médico escucharía los latidos del corazón de un paciente con un estetoscopio.
Los sismómetros miden las vibraciones de las ondas sísmicas. Como ondas circulares que marcan el lugar donde un guijarro perturba la superficie de un estanque, las ondas sísmicas fluyen a través de los planetas, marcar la ubicación y el tamaño de las perturbaciones, como meteoritos o terremotos, que se llaman acertadamente marsquakes en el planeta rojo. El sismómetro de InSight registró más de 170 de estos de febrero a septiembre de 2019.
Las ondas sísmicas también se alteran sutilmente a medida que atraviesan diferentes tipos de roca. Los sismólogos han estudiado los patrones en las grabaciones sismográficas en la Tierra durante más de un siglo y pueden usarlos para mapear la ubicación de depósitos de petróleo y gas y estratos mucho más profundos.
Este 2 de febrero, La foto de 2019 muestra el brazo robótico del módulo de aterrizaje InSight de la NASA desplegando una cubierta abovedada que protege el sismómetro del módulo de aterrizaje del viento. polvo y temperaturas extremas. Crédito:NASA / JPL-Caltech
"La forma tradicional de investigar las estructuras debajo de la Tierra es analizar las señales de terremotos utilizando densas redes de estaciones sísmicas, "dijo Deng." Marte es mucho menos tectónicamente activo, lo que significa que tendrá muchos menos eventos de terremoto en comparación con la Tierra. Es más, con una sola estación sísmica en Marte, no podemos emplear métodos que dependan de redes sísmicas ".
Levander, Carey Croneis, profesora de Tierra de Rice, Ciencias ambientales y planetarias, y Deng analizaron los datos sismológicos de 2019 de InSight utilizando una técnica llamada autocorrelación de ruido ambiental. "Utiliza datos de ruido continuo registrados por la única estación sísmica en Marte para extraer señales de reflexión pronunciadas de los límites sísmicos, "Dijo Deng.
El primer límite que midieron Deng y Levander es la división entre la corteza y el manto de Marte a casi 35 kilómetros (22 millas) por debajo del módulo de aterrizaje.
La segunda es una zona de transición dentro del manto donde los silicatos de hierro y magnesio sufren un cambio geoquímico. Por encima de la zona, los elementos forman un mineral llamado olivino, y debajo de ella, el calor y la presión los comprimen en un nuevo mineral llamado wadsleyita. Conocida como la transición olivino-wadsleyita, esta zona se encontró 690-727 millas (1, 110-1, 170 kilómetros) debajo de InSight.
"La temperatura en la transición olivino-wadsleyita es una clave importante para construir modelos térmicos de Marte, ", Dijo Deng." Desde la profundidad de la transición, podemos calcular fácilmente la presión, y con eso, podemos derivar la temperatura ".
El tercer límite que midieron él y Levander es el límite entre el manto de Marte y su núcleo rico en hierro, que encontraron alrededor de 945-994 millas (1, 520-1, 600 kilómetros) debajo del módulo de aterrizaje. Una mejor comprensión de este límite "puede proporcionar información sobre el desarrollo del planeta desde un punto de vista químico y térmico, "Dijo Deng.
