El sismógrafo de la misión InSight detecta 174 «martemotos» en un año

Bajo su superficie polvorienta y gélida, Marte emite zumbidos. El zumbido constante y silencioso emite pulsos periódicos al ritmo de los seísmos que sacuden el planeta, pero la fuente de esta música extraterrestre se desconoce.

Este tarareo marciano es solo uno en una serie de misterios y descubrimientos recientes detectados por el aterrizador InSight de la NASA. El trabajo, descrito en un conjunto de seis artículos publicados ayer en Nature Geoscience y Nature Communications, nos ofrece una perspectiva de la actividad sobre y bajo la superficie del planeta rojo.

InSight aterrizó en Marte en noviembre de 2018 tras un descenso angustioso a una planicie monótona cerca del ecuador del planeta. Desde entonces, el aterrizador ha usado un sismógrafo muy sensible y un abanico de instrumentos adicionales para realizar lecturas que ayudan a los científicos a desentrañar la actividad geológica y la estructura interna de Marte.

«Es un alivio poder decir en alto las maravillas que estamos observando», afirma Bruce Banerdt, investigador principal de la misión InSight.

Además de este sonido extraño, los últimos datos de InSight describen la primera zona sísmica activa descubierta en Marte, los patrones y los pulsos de los campos magnéticos modernos y pistas sobre el pasado magnético del planeta. En conjunto, la información extraída de Marte es fundamental para averiguar cómo se forman y evolucionan los planetas rocosos.

«No solo puedes elaborar un modelo de la Tierra, necesitas más unidades de información. Es muy emocionante que estemos observando estas cosas y que estemos intentando comprender Marte», afirma Suzanne Smrekar, investigadora de la misión InSight.

Los curiosos orígenes de los seísmos

Una de las metas principales de la misión InSight es medir la actividad sísmica de Marte. Los primeros meses intentando detectar temblores fueron preocupantemente silenciosos. Finalmente, el 6 de abril de 2019 se detectó el primer «martemoto» en el planeta rojo, lo que emocionó a los sismólogos terrícolas.

Desde aquella detección, han seguido produciéndose martemotos, con más de 450 registrados hasta la fecha, según Banerdt. Aunque el nivel de actividad no ha sorprendido a los expertos, parecen estar ocurriendo fenómenos pequeños con mayor frecuencia. El repunte de los temblores pequeños podría ser un efecto estacional, pero como acaban de empezar a obtener datos, ese es uno de los muchos misterios que el equipo quiere desentrañar.

Los científicos tampoco están seguros del origen exacto de estos martemotos. En la Tierra, la superficie del planeta se agita con frecuencia debido a la lenta marcha de las placas tectónicas. El estrés se acumula en la corteza y la liberación repentina genera un seísmo. Pero Marte carece de tectónica de placas global, así que los geólogos están buscando otros posibles desencadenantes.

Dos seísmos concretos detectados por InSight han ayudado a los científicos a acercarse a las respuestas. Ambos resonaron alto y claro y registraron una magnitud de entre 3 y 4, lo que permitió rastrearlos hasta su zona de origen, Cerberus Fossae, que alberga fallas, flujos volcánicos y canales que se formaron hace 10 millones de años o menos.

En el pasado, fluían extensas coladas de lava y agua líquida a la superficie por estas fisuras y es posible que persistan algunos fluidos bajo la superficie. Por consiguiente, según Smrekar, los embolsamientos de magma que se enfría y se contrae o el movimiento por el subsuelo de la roca fundida o incluso del agua son causantes posibles de estos dos temblores marcianos.

Para determinar la causa de los martemotos y obtener una imagen mejorada del subsuelo, habrá que detectar más temblores.

«Nos encantaría ver uno de [magnitud] 5. ¿Quién sabe? Es cuestión de esperar», afirma Smrekar.

La canción marciana que no termina nunca

InSight también detectó una señal sísmica misteriosa que emite un zumbido constante en segundo plano cuando se producen seísmos.

La Tierra tiene muchos sonidos de fondo constantes. El más prevalente de ellos se debe al chapoteo de los océanos y el impacto de las olas en la orilla. Según Stephen Hicks, sismólogo del Imperial College London que no participó en los nuevos estudios, el sonido detectado en Marte (de 2,4 hercios) tiene un tono más agudo que la mayoría de los sonidos similares producidos en la Tierra, que tienden a ser inferiores a 1 hercio.

Los análisis sugieren que el sonido de Marte no está relacionado con los vientos del planeta y parece intensificarse cuando comienza un martemoto distante. Joshua Carmichael, geofísico cuantitativo del Laboratorio Nacional de Los Álamos que no participó en la investigación, explica que sería algo similar a hacer que suene una campanilla gritando cerca de ella. Tu voz es una mezcla de frecuencias y, si una coincide con la resonancia de la campana, tus gritos pueden hacer que empiece a sonar.

Banerdt afirma que quizá el zumbido esté vinculado a la geología bajo InSight, que de algún modo amplía ese tono en particular. InSight se encuentra en un cráter antiguo que se ha llenado de polvo y arena, que podría resonar al atrapar las ondas de los seísmos. Sin embargo, Banerdt indica que la estructura tampoco se ve alterada por los vientos turbulentos y la cuenca parece un poco pequeña para generar este tono en particular.

Hicks afirma que es posible que el zumbido y los seísmos procedan de dos fuentes independientes. Banerdt añade que el aterrizador InSight también podría ser responsable de esta resonancia misteriosa.

«Resulta desconcertante. No tenemos una idea consensuada de lo que es», afirma Banerdt.

Nueva información sobre el campo magnético

Además de revelar las rarezas de la actividad sísmica actual de Marte, los últimos datos de InSight han desvelado algo inesperado en el campo magnético del planeta. El campo que rodea el aterrizador es diez veces más fuerte de lo previsto por los satélites.

El campo magnético de la Tierra está impulsado por lo que se conoce como geodínamo, que se origina con el movimiento de convección del núcleo de hierro fundido del interior del planeta en rotación a unos 2900 kilómetros bajo nuestros pies. Este movimiento genera un campo magnético global que rodea el planeta y lo protege de la radiación solar.

En el pasado, Marte también tenía una geodínamo, pero se detuvo hace miles de millones de años, lo que quizá permitiera que las fulguraciones solares lo despojaran de su densa atmósfera. En la actualidad solo quedan jirones del magnetismo de Marte en forma de minerales magnéticos atrapados en las rocas del planeta. Por lo tanto, el planeta alberga un mosaico de campos magnéticos de intensidad variable que envuelven su superficie.

Las sondas orbitales habían aportado una perspectiva confusa de aquel mosaico de campos. Pero ahora, InSight nos ha dado el equivalente a una imagen en alta resolución y el campo magnético es mucho más fuerte de lo previsto. Aunque la medición del aterrizador es solo una unidad de observación, la información podría ayudar a desentrañar la fuerza de la geodínamo pasada de Marte, lo que a su vez podría responder a las preguntas sobre cuándo y por qué Marte pasó de ser un mundo húmedo y cálido a un orbe seco y frío.

«Esta medición ha sido nuestro primer contacto (una sola unidad) de la fuerza posible de la magnetización», afirma Robert Lillis, físico espacial planetario de la Universidad de California, Berkeley, que no formó parte del equipo del estudio.

Los nuevos estudios también aportan una pista tentadora de la antigüedad de la geodínamo. Los investigadores rastrearon las señales hasta una unidad litoestratigráfica a kilómetros bajo tierra que, según se estima, tendría 3900 millones de años de antigüedad, casi 200 millones de años más reciente que el momento en el que se creía que se había apagado la geodínamo.

¿Permaneció activa la geodínamo en el núcleo de Marte durante más tiempo de lo pensado? Catherine Johnson, autora principal del nuevo estudio sobre los campos magnéticos y geofísica de la Universidad de la Columbia Británica y el Instituto de Ciencias Planetarias, advierte que cuesta determinarlo a ciencia cierta debido a la incertidumbre sobre la antigüedad de las unidades litoestratigráficas. Quizá los futuros descubrimientos de InSight aporten más pistas.

El pulso misterioso

InSight también detectó magnetismo oscilante sobre el campo magnético estable de Marte: cambios entre el día y la noche y señales que emiten un pulso débil de vez en cuando.

Las variaciones diarias del campo magnético son habituales en la Tierra. En el lado diurno de nuestro planeta, la radiación solar cae de pleno sobre la atmósfera superior y crea partículas cargadas que interactúan con los vientos y las líneas retorcidas del campo magnético terrestre y generan corrientes eléctricas. Por consiguiente, el campo magnético en el lado diurno del planeta recibe un pequeño impulso adicional, mientras que el del lado nocturno es ligeramente más débil. Este patrón diurno también se observa en Marte, algo que los científicos no esperaban detectar desde la superficie.

El campo magnético marciano parece tener periodos de oscilación más breves que tienen lugar en torno a la medianoche y a veces durante el amanecer o el atardecer. Johnson indica que no aparecen a diario ni tampoco han advertido un motivo aparente del patrón. Es probable que el director invisible de esta orquesta magnética se encuentre muy por encima de la superficie del planeta rojo. Allí, las corrientes de partículas con carga procedentes del Sol fluyen por el planeta, desviadas parcialmente por la atmósfera debilitada y el campo magnético fragmentado de Marte.

Las turbulencias de estos vientos solares podrían generar ondas en el campo magnético marciano y este proceso o efectos similares podrían ser la fuente de las pulsaciones que InSight ha medido en la superficie.

«En realidad no sabemos de dónde proceden», afirma Johnson. La combinación de los análisis de InSight desde la superficie y de un orbitador llamado MAVEN desde el cielo podrían aportar una pista en este caso.

Sin embargo, todos los datos de la misión InSight analizados en los nuevos estudios están a disposición del público y se publicarán nuevas tandas cada tres meses. Banerdt espera que otros científicos se unan a su equipo, que seguirá escudriñando los números.

«Cuantas más mentes tengamos pensado en esto, más probable será que consigamos respuestas», afirma.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.