Ahora todo encaja: una nueva capa de roca fundida alrededor del núcleo revela la verdadera estructura interna de Marte

Desde noviembre de 2018 hasta diciembre de 2022 (el doble del tiempo previsto) InSight ha estado recogiendo datos geológicos del subsuelo marciano de forma ininterrumpida. A diferencia de otros aterrizadores, la sonda nunca se movió de su sitio, una región volcánica cercana al ecuador marciano, Elysium Planitia. Y durante sus dos años 'extra' de funcionamiento, InSight consiguió algo histórico: captar las primeras y valiosísimas señales de 'martemotos', o terremotos marcianos. Ahora, dos nuevos estudios recién publicados en 'Nature' (aquí y aquí) proponen un modelo totalmente nuevo para la estructura interior de Marte, y brindan una mejor explicación a todas las observaciones geofísicas disponibles.

En verano de 2021, los primeros datos de la misión InSight permitieron, por primera vez, determinar la estructura interna de Marte. Los datos sugerían entonces la presencia de un núcleo grande pero de baja densidad, compuesto de hierro líquido y elementos más ligeros como azufre, carbono, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, desde entonces, el análisis de nuevos datos generados por el poderoso impacto del meteorito navideño ha puesto en tela de juicio aquellas primeras estimaciones.

Al estudiar los tiempos de propagación de las ondas generadas por este impacto, en efecto, los autores de ambos trabajos han conseguido demostrar la presencia de una capa de silicato fundido en la base del manto marciano. Una capa que se superpone al núcleo metálico. El nuevo modelo no sólo es más consistente y realista con todos los datos geofísicos disponibles, sino que también explica mejor la evolución de Marte desde su formación.

En particular, la evidencia de esta estratificación del manto marciano aclara la propagación, anormalmente lenta y hasta ahora inexplicable, de las ondas difractadas del impacto del meteorito de diciembre de 2021. Además, en el caso de varios eventos sísmicos más antiguos, los tiempos de llegada de las ondas medidas en la superficie de Marte son compatibles con los reflejos de las ondas de corte en la parte superior de la capa fundida (ubicada a varias decenas de kilómetros por encima del núcleo metálico) y no en la interfaz manto-núcleo, como se asumió anteriormente.

Por último, la presencia de esta capa basal ayuda también a explicar la trayectoria observada de Fobos, el satélite más cercano a Marte. De hecho, la parte superior y parcialmente fundida de la capa basal disipa eficientemente las deformaciones generadas por la atracción gravitacional de Fobos. Por el contrario, el manto sólido que se encuentra encima de esta capa es más rígido y tiene una atenuación sísmica deficiente, como sugiere la detección en la superficie marciana de ondas asociadas con eventos sísmicos de magnitud relativamente baja.

En conjunto, la presencia de esta capa fundida en la base del manto implica un núcleo metálico de 150 a 170 km más pequeño (es decir, un radio de 1650±20 km) y de 5 a 8% más denso (es decir, 6,5 g/cm3) que las estimaciones anteriores. Este núcleo más pequeño y denso estaría compuesto por una aleación con menos elementos ligeros de los postulados anteriormente. Por tanto, los autores proponen que Marte probablemente experimentó una etapa temprana de océano de magma cuya cristalización produjo una capa estable en la base del manto, altamente enriquecida en hierro y elementos radiactivos. El calor liberado por este último generó una capa basal de silicatos fundidos ubicada sobre el núcleo, recubierta por una capa más delgada parcialmente fundida.

Además, el estudio sostiene que dicha estratificación del manto aísla el núcleo metálico, evitando así que se enfríe y genere una dinamo térmica. «La cobertura térmica del núcleo metálico de Marte por la capa líquida en la base del manto -explica Henri Samuel, que ha dirigido la investigación- implica que se necesitan fuentes externas para generar el campo magnético registrado en la corteza marciana durante los primeros 500-800 millones de años de su evolución. Estas fuentes podrían ser impactos energéticos o movimientos del núcleo generados por interacciones gravitacionales con satélites antiguos que desde entonces han desaparecido».

Esta estructura estratificada del interior del manto de Marte, muy distinta a la de la Tierra, indica una evolución interna diferente de los dos planetas. Mélanie Drilleau, coautora del estudio, asegura que «el descubrimiento de esta estratificación en el manto marciano abre nuevos horizontes de investigación, ya que los datos sísmicos registrados por el instrumento SEIS de la misión InSight ahora serán reconsiderados a la luz de este nuevo paradigma».