Durante décadas, nuestra imagen de Marte era la de un mundo desértico muerto.
Su campo magnético existe sólo en parches dispersos. Sus lagos y ríos hace tiempo que se secaron. La actividad volcánica en la superficie se detuvo hace mucho tiempo. Y su corteza es sólo una capa entera e intacta, a diferencia del sistema de placas tectónicas móviles de la Tierra.
Los científicos han interpretado esta capa como una “tapa estancada”, creyendo que cualquier actividad magmática profunda habría sido relativamente simple y localizada, muy diferente de la vasta y duradera red de tuberías de roca fundida de la Tierra.
Ahora, sin embargo, los ruidos sísmicos registrados en las profundidades del vientre de Marte sugieren lo contrario.
“Tradicionalmente, se pensaba que una corteza compleja rica en sílice requería tectónica de placas y diferenciación magmática impulsada por subducción”, dijo a ScienceAlert el sismólogo de la Universidad de Bristol, Tobermory Mackay-Champion, que estuvo en la Universidad de Oxford durante el estudio.
“Nuestro estudio sugiere, en cambio, que Marte puede formar una corteza compleja a través de sistemas magmáticos transcortales de larga vida, donde el magma derivado del manto se almacena, diferencia, mezcla y asimila dentro de la corteza.
“Eso significa que el reciclaje de placas no es la única ruta para formar corteza evolucionada en planetas rocosos calientes”.
Las diferencias entre la Tierra y Marte se han utilizado durante mucho tiempo para cuestionar la distinción entre un mundo habitable y otro que no lo es.
Las cortezas planetarias de cada mundo han desempeñado un papel bastante importante en esos análisis.
La Tierra tiene placas tectónicas móviles, que a su vez generan vulcanismo y continentes complejos. Marte no tiene placas tectónicas; su vulcanismo debería, por tanto, ser relativamente simple.
Pero luego el módulo de aterrizaje InSight de la NASA fue enviado a Marte para permanecer en la superficie y monitorear el interior en busca de signos de actividad. Los científicos no estaban seguros de qué nivel de actividad podría registrar, pero la estación de monitoreo sísmico reveló un planeta sorprendentemente vivo.
En poco más de cuatro años registró 1.319 terremotos.
“La habitabilidad puede lograrse en una gama más amplia de entornos planetarios de lo que alguna vez supusimos”.
Esto es lo que pasa con los terremotos. Las ondas sísmicas cambian de forma según la composición de lo que atraviesan. Esto significa que se pueden utilizar para realizar algo así como un ultrasonido del tamaño de un planeta para descubrir qué hay dentro.
Y Mackay-Champion y sus colegas se enojaron cuando algo en esa imagen no cuadraba del todo.
“Nos dimos cuenta de que las velocidades de las ondas sísmicas en la corteza inferior marciana eran mucho mayores de lo esperado para una estructura cortical simple”, explicó.
“Ese desajuste sugirió que la corteza inferior tenía una composición inusual y valía la pena investigarla con más detalle”.
Estudios anteriores habían identificado este límite, pero su origen seguía sin estar claro. Mackay-Champion y su equipo hicieron la pregunta: ¿Qué pasaría si marca el punto en el que se encuentran dos capas de roca diferentes?
El escenario es fácil de imaginar. En un enorme depósito subterráneo de magma, los minerales más pesados se hunden hasta el fondo, mientras que los minerales más ligeros suben a la superficie.
Con el tiempo, los cristales más densos se acumulan en el fondo, mientras que la masa fundida restante se vuelve más rica en sílice.
Utilizando modelos termodinámicos y herramientas estadísticas, los investigadores probaron cómo se desarrollaría la propagación sísmica a través de cientos de combinaciones diferentes de capas de roca.
El único escenario que coincidió consistentemente con los datos fue una capa inferior inesperadamente gruesa de roca ultramáfica (rica en hierro y magnesio pero baja en sílice) y una capa superior de roca máfica que tiene un mayor contenido de sílice.
Y eso apunta a un sistema de tuberías de magma subterráneo sorprendentemente espeso.
“Explicando un recorrido de aproximadamente 14 kilómetros [8.7-mile] La gruesa zona ultramáfica en la base de la corteza requirió un sistema magmático mucho más grande de lo que esperábamos inicialmente”, dijo Mackay-Champion.
Una de las mayores limitaciones de InSight es que no era móvil. Una vez que llegó a su posición en Elysium Planitia de Marte, allí permaneció. De hecho, hoy sigue ahí, inerte e incomunicado desde su retirada en 2022.
Esto significa que los investigadores sólo pudieron limitar directamente la corteza debajo del lugar de aterrizaje. Pero creen que es poco probable que los procesos geológicos sean exclusivos de ese lugar.
Anteriormente se había identificado un límite sísmico similar a miles de kilómetros del módulo de aterrizaje InSight. Además, la evidencia mineral de todo el planeta proporciona un mayor apoyo al magmatismo evolucionado.
“En conjunto, estas observaciones sugieren que los procesos de diferenciación de la corteza identificados bajo InSight pueden haber operado en amplias regiones de Marte”, dijo Mackay-Champion.
La idea de una actividad magmática generalizada en Marte también podría cambiar nuestra forma de pensar sobre la habitabilidad en otros mundos.
Se cree que el sistema tectónico de la Tierra es un ingrediente clave en la creación y mantenimiento de las condiciones necesarias para la vida. Si Marte pudo construir una corteza compleja mediante un proceso geológico diferente, es posible que sea necesario revisar esa suposición.
“Nuestro estudio sugiere que los procesos clave asociados con la habitabilidad, incluida la diferenciación de la corteza terrestre, el magmatismo de larga duración, los ciclos volátiles, la transferencia sostenida de calor y la generación de ambientes químicamente diversos, pueden ocurrir sin una tectónica de placas similar a la de la Tierra”, explicó Mackay-Champion.
“Eso amplía los tipos de planetas que podrían sustentar ambientes habitables, incluidos aquellos previamente descartados por su tamaño o su aparente falta de actividad tectónica”.
Esto no significa que Marte sea o incluso haya sido habitable. Pero sí sugiere que los tipos de procesos geológicos asociados con los mundos habitables pueden ser más comunes de lo que se pensaba.
“La habitabilidad puede lograrse en una gama más amplia de entornos planetarios de lo que alguna vez supusimos”, dijo Mackay-Champion.
Aunque no hay evidencia confirmada de vulcanismo en curso en la superficie de Marte hoy en día, el planeta aún puede tener sorpresas guardadas. Las observaciones de InSight del interior marciano sugieren que una columna de manto puede estar surgiendo hacia arriba debajo del Elysium Planitia.
Más recientemente, las observaciones de la gravedad sugieren que una columna similar puede estar activa debajo de la región de Tharsis.
Este nuevo resultado sugiere que, lejos de ser un planeta muerto, Marte puede tener una poderosa historia de actividad que es más profunda y más larga de lo que alguna vez imaginamos.
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“El mayor cambio es que Marte ya no parece un planeta formado principalmente por un simple vulcanismo basáltico y un enfriamiento de la tapa estancada”, dijo Mackay-Champion.
“La parte más interesante es que ofrece un mecanismo universal para construir corteza evolucionada en planetas rocosos calientes sin placas tectónicas y amplía los tipos de planetas que podrían sustentar ambientes habitables.
“En ese sentido, Marte se convierte en un ejemplo de un proceso planetario mucho más amplio”.
La investigación ha sido publicada en Nature Astronomy.