ASÍ É MARTE POR DENTRO

Visión panorámica de Marte coas sondas da NASA e, destacada, a InSight, encargada de estudar o interior do planeta / NASA

O 18 de abril de 1889 produciuse un terremoto en Tokio (Xapón). 64 minutos despois, o tremor foi detectado por dous péndulos horizontais instalados en senllos observatorios de Postdam e Wilhelmshaven (Alemaña). Era a primeira vez que se rexistraba o paso de ondas sísmicas polo interior do planeta. 132 anos despois, un numeroso grupo de científicos desvelou como é Marte por dentro grazas a un sismógrafo algo máis sofisticado que aqueles osciladores.

A sonda InSight da NASA detectou máis dun centenar dos chamados martemotos no seu primeiro ano sobre a superficie marciana. Esta expedición ten por obxectivo a exploración do interior do planeta vermello usando, entre outros indicadores, as ondas sísmicas. Como sucede co son, estas oscilacións veñen moduladas polo medio polo que pasan. E son estes cambios os que permiten saber o grosor, a densidade ou mesmo o tipo de material que atravesan. Desde que a InSight aterrou nun cráter da Planicie Elísea en novembro de 2018, o seu sismógrafo SEIS detectou máis dun milleiro de eventos. Aínda que ningún superou unha magnitude de 4, unha decena deles deixaron un sinal o suficientemente claro para atisbar a estrutura interna de Marte, con todas as súas similitudes e diferenzas coa Terra.

Os primeiros resultados acábaos de publicar agora a revista científica Science en tres traballos diferentes. Como a Terra, o interior de Marte está estruturado en tres grandes capas, codia, manto e núcleo. A capa exterior ten un grosor, polo menos na rexión que hai debaixo da sonda, de entre 20 e 39 quilómetros. Ao extrapolar os datos a todo o planeta, con base nestas estimacións, a gravidade global e a topografía limitan o espesor medio da codia global a 24-72 km. A última cifra supoñería máis que dobrar o 33 km que ten a cortiza terrestre de media. Ademais, estimaron que na cuberta marciana hai ata 20 veces máis materiais que xeran calor radioactiva, como o uranio e o torio, do que se cría.

Recreación de como é o interior de Marte e de como as ondas sísmicas xeradas por un ’martemoto’ rebotan no núcleo e son captadas polo sismógrafo / Chris Bickel/Science

O manto é relativamente menos groso en Marte que na Terra. Grazas ao sinal dos tremores, os científicos cren que tamén é diferente na súa composición, destacando a ausencia de bridgmanita, o mineral máis abundante da Terra, concentrado sobre todo na parte inferior do manto terrestre, e que ten un papel crave na  xeotermia e dinámica do planeta.

Tamén hai diferenzas na parte máis interna, o núcleo. O radio do de Marte rolda os 1.830 quilómetros, algo máis da metade da endosfera terrestre. Hai que ter en conta que o planeta vermello é moito máis pequeno que a Terra. O ferro é o principal elemento que forma ambos os núcleos, pero no marciano hai unha maior abundancia de materiais lixeiros, como o xofre ou o osíxeno. A reflexión das ondas símicas confirma que o centro de Marte ten unha capa en estado líquido, pero non acharon probas da existencia doutra interior sólida, como sucede na Terra.

Para o sismólogo especializado en Marte Simon Stähler, do Instituto de Xeofísica da Escola Politécnica Federal de Zúric (Suíza) e coautor destes estudos, a principal diferenza entre o núcleo terrestre e o marciano ten que ver coa densidade: “O núcleo da Terra pesa en media máis de 10 gramos por centímetro cúbico, é dicir, moito máis que o ferro [7,7 g/cm³]. É tan pesado porque o ferro, o compoñente principal, comprímese debido á elevada presión a esa profundidade”. Polo seu lado, “o núcleo marciano ten só 6 gramos por centímetro cúbico, polo que é moito máis lixeiro que o ferro. Así que debe haber elementos lixeiros nel, concretamente xofre, osíxeno, carbono ou hidróxeno. Pero como chegaron alí? Por que había tanto xofre dispoñible (> 10%)?”, pregúntase Stähler. Para el, “isto podería apuntar a unha formación temperá de Marte, en comparación coa Terra”.

Pero as particularidades do interior de Marte tamén son claves para entender a situación actual do seu exterior. Expono así o sismólogo do Instituto de Xeociencias de Barcelona-CSIC Martin Schimmel, tamén coautor de dous dos estudos: “Marte era un planeta parecido á Terra, co seu rango de temperaturas, a súa atmosfera. Agora sofre variacións térmicas de ata 80º, radiación solar extrema e ausencia de vida. Como pasou isto?”

O ferro do núcleo en rotación non é outra cousa que unha xeodinamo que xera un campo magnético que, na Terra, é o suficientemente forte como para protexer a vida sobre o planeta dunha radiación excesiva. En Marte foi no pasado, pero non agora. “Coñecer o tamaño do núcleo e o seu estado líquido axuda a restrinxir as explicacións sobre o que pasou co campo magnético”, comenta Schimmel, colaborador do equipo do Institute du Physique du Globe de París, que lidera esta tripla investigación sobre a coroa, o manto e o núcleo marcianos.

A sismóloga da Universidade de Cambridge Sanne Cottaar, que non participou nestes estudos, apunta unha posible historia do que pasou: “O núcleo observado de Marte áchase no mesmo rango [en proporción ás menores dimensións de Marte] de radio que o da Terra, pero é máis grande do que apuntaban a maioría das estimacións anteriores. Por tanto, o manto é máis delgado do que se pensaba, e como a gravidade tamén é máis débil en Marte, as presións no manto son insuficientes para que a bridgmanita sexa estable. A bridgmanita proporciona un manto sobre o noso núcleo que limita o arrefriado. A súa ausencia en Marte suxire que puido producirse un arrefriado tan rápido nos inicios que xerou unha xeodinamo e un campo magnético de curta vida”.

Unha idea similar é a que defende Miguel Herráiz, que investiga a composición e estrutura de Marte na Universidade Complutense de Madrid (UCM). Este profesor lembra que Marte tiña un campo magnético global, como o da Terra, ata hai uns 4.200 millóns de anos. “Daquel campo magnético quedan restos digamos arqueolóxicos no magnetismo observado en parte da codia do sur do planeta”. Como se perdeu? “Os factores para o mantemento da xeodinamo non se coñecen ben nin para a Terra”, di, pero engade, “a presenza de tantos sulfuros [xofre] no núcleo no canto de materiais máis pesados confirmada por estas investigacións puido acelerar o arrefriado e retardar o movemento do núcleo”.

Diego Córdoba, sismólogo e colega de Herráiz na Facultade de Ciencias Físicas da UCM, lembra que para coñecer o interior da Terra existen redes de sismógrafos con centenares e ata miles de sismógrafos. “En Marte só teñen un”. Con máis aparellos como o instrumento SEIS poderían determinar mellor tanto o grosor e densidade das distintas capas como a súa composición. Por iso os datos que obtiveron hai que tomalos como preliminares e farán falta estudos con outros instrumentos que reforcen estes resultados.

Para confirmar estes primeiros resultados e obter moitos outros datos sobre a orixe, evolución e destino de Marte tamén fan falta máis terremotos e máis intensos. Schimmel aínda espera que se produza un gran sismo que multiplique a información que obtiveron con esta decena de pequenos  martemotos.

FONTE: Miguel Ángel Criado/elpais.com/ciencia