Terremotos en Marte

La sonda InSight de la NASA ya lleva un año en la superficie marciana, en la denominada Elysium Planitia desde el 26 de noviembre de 2018. Estudiando la actividad sísmica, el polvo y el campo magnético. Es por eso que InSight lleva incorporados sensores de seísmos para detectar terremotos, sensores para medir la presión del viento, un magnetómetro para detectar el campo magnético y una sonda de flujo de calor para medir la temperatura del planeta. Y así poder determinar la estructura interna, composición y estado térmico. Con toda esta información se podrá comprender la evolución térmica del planeta Marte y sus cambios geológicos.

Concept artístico de InSight en Marte (NASA)

El sismómetro denominado SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) puede escuchar temblores que suceden desde cientos a miles de kilómetros. Los temblores o terremotos producen ondas sísmicas que se propagan a través del material subterráneo marciano. La forma de propagación da información del tipo de material y por tanto poder conocer la composición de la estructura interna de Marte. Con todo esto se pretende conocer con mayor profundidad como se formaron los planetas rocosos.

SEIS ha detectado mas de 450 señales de seísmos, aunque no todos proceden de terremotos, recordemos que Marte no tiene movimiento de tectónica de placas como la Tierra, pero tiene regiones de actividad volcánica, aun que no tenga volcanes en su superficie. Así es posible que exista magma a una determinada profundidad de la superficie que caliente el agua congelada y pueda producir corrientes de agua. Al enfriarse el magna se produce una contracción de la cavidad por donde pasa y provoca una deformación que se traduce en un movimiento sísmico y los mismo puede ocurrir con las corrientes de agua. En el pasado Marte tuvo una gran actividad volcánica, produciendo el mayor volcán del sistema solar, el monte Olimpo con más de 20 kilómetros de altitud, pero se enfrió rápidamente. Seguramente aun queda suficiente material radioactivo en el subsuelo marciano y como fuente de calor produce el magma.

Dibujo de la zona de aterrizaje de InSight. J.T. Keane/Nature Geoscience

En definitiva se han reconocido 174 terremotos marcianos, 150 de los cuales a una elevada frecuencia y aun no se sabe su procedencia. Los otros 24 son de baja frecuencia y parecidos a los terremotos terrestres y de la luna, indicando que son de origen tectónico. Al menos dos de estos seísmos están localizados en la región de Cerberus Fossae, que se considera un sistema con reciente actividad volcánica.

Región de Cerberus Fossae. NASA/JLP-Caltech

Para entender como se estudian los terremotos hay que distinguir entre las ondas P y las ondas S. Las ondas P (primarias) son ondas longitudinales, es decir, se producen por efecto de compresión y descompresión de los materiales que atraviesan estas ondas. Oscilan en la misma dirección de propagación, al igual que las ondas de sonido. Puesto que los materiales sólidos, líquidos y gases se pueden comprimir, las ondas P se propagan en todos los tipos de materiales. Se mueven a una velocidad superior a las ondas S y por tanto se detectan antes.

Gif animado de una onda sísmica P. Discovering Geology

Las ondas S (secundarias) son ondas transversales, es decir, oscilan en sentido perpendicular (transversal) a la dirección de propagación. Son ondas que se producen por la cizalladura del material, es decir por un movimiento tangencial, parecido a como rompemos un papel. Dado que los líquidos y gases no pueden soportar esfuerzos tangenciales, estas ondas no se propagan en ellos. Así las ondas S no pueden propagarse a través de los materiales líquidos.

Gif animado de una onda sísmica S. Discovering Geology

En la siguiente imagen se compara dos seísmos marcianos de baja frecuencia con otros dos terrestres de similares distancias, indicando las ondas P y S.

Terremoto Marciano – Terrestre. Initial results from the InSight mission on Mars. nature geoscience.2020

Hay que tener en cuenta que los impactos de meteoritos tambien originan señales de seísmos, conocer cuales son sus características es importante para distinguirlas de las señales procedentes de terremotos. De momento los datos sísmicos no han podido discernir entre impactos y terremotos. Para ello InSight ha comenzado a utilizar sus cámaras para buscar caídas de meteoritos durante la noche marciana, pero no se ha identificado ninguno todavía.

En definitiva, determinar las características de la actividad sísmica marciana es crucial para conocer su estructura interior y comprender su evolución térmica, química y determinar las propiedades que determinaron su evolución geológica.

Marte fotografiada por la sonda Curiosity

Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Master en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politécnica de Cataluña y Master en Historia de la Ciencia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Técnico Experto Evaluador Europeo. Profesor titulado de física y matemáticas de la Politècnica de Mataró, des de 1991. Director Científico de Innovem.
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