En la Tierra, podemos sentir y ver los resultados a menudo aterradores de las placas tectónicas que se mueven bajo nuestros pies. A medida que se muelen, generan terremotos que producen ondas sísmicas que reverberan a través de capas de roca, magma y metal en las profundidades de nuestro planeta.
Los científicos pueden monitorear estas ondas sísmicas usando una variedad de instrumentos que captan incluso las vibraciones débiles que pasan a través de la corteza y el núcleo de la Tierra. El estudio de cómo cambia el comportamiento de estas ondas a medida que atraviesan el interior de nuestro planeta revela detalles sobre lo que se encuentra en las profundidades de la Tierra, lejos de nuestra vista.
Pero la Tierra no es el único lugar de nuestro sistema solar que experimenta actividad sísmica. Tanto Marte como la luna también experimentan terremotos, aunque por diferentes razones que aquí en la Tierra. Los sismómetros desplegados en la Luna y, más recientemente, en Marte, están permitiendo a los investigadores sondear el interior de estos dos mundos distantes.
Los resultados muestran que, si bien en la superficie de la Tierra, Marte y la Luna no son iguales, debajo tienen más en común de lo que podría sospecharse, pero con algunas diferencias sorprendentes.
Moonquakes o terremotos lunares
Los terremotos lunares se producen como resultado de los meteoritos que golpean la superficie o por la atracción gravitacional de la Tierra que aprieta y estira el interior de la luna, de manera similar a la atracción de la marea de la luna sobre los océanos de la Tierra. A medida que el interior lunar se enfría, también hace que la luna se encoja y se arrugue como una pasa, provocando otros temblores a medida que la corteza se dobla y se rompe. El calor del sol también puede producir terremotos térmicos debido a la diferencia de temperatura en la corteza lunar cuando la luna emerge de su noche.
Se han desplegado cinco sismómetros en la luna, dejados por astronautas durante las misiones Apolo entre 1969 y 1972. El primer sismómetro lunar fue instalado por Neil Armstrong y Buzz Aldrin en la misión Apolo 11. Después de desplegar el instrumento, Aldrin pisó la superficie lunar para comprobar que funcionaba, con el instrumento recogiendo las ondas producidas por su pie.
Los otros cuatro sismómetros fueron abandonados por misiones posteriores y estuvieron en funcionamiento hasta 1977, cinco años después de que los últimos astronautas del Apolo pusieran un pie en la superficie lunar. Pero unos 43 años después, los científicos todavía están analizando sus datos.
SeisMo es un proyecto que recientemente volvió a analizar los datos. «Estábamos tratando de aplicar una técnica que se usa con bastante frecuencia en la Tierra», dijo Ceri Nunn, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California, Estados Unidos, el científico principal del proyecto. «Si correlaciona el ruido entre estaciones, puede ver ondas viajando entre ellas. La primera estación es una fuente y la segunda estación es un receptor».
Desafortunadamente, Nunn no pudo detectar patrones similares en los datos de la luna. Pero ese fallo reveló algo más sobre la luna, es decir, que no parece tener ondas superficiales, que quedan atrapadas en las capas superiores de roca y rebotan. «Esa ola no parece existir en la luna», comentó el investigador.
Esto sugiere que la capa superior de la superficie de la luna probablemente esté muy fracturada y tenga un grosor de hasta 100 kilómetros, lo que perturba el movimiento de las ondas sísmicas a través de la superficie. «Esta capa muy fracturada está cambiando la forma en que se comportan las ondas sísmicas», aclara Nunn.
Actualmente no hay sismómetros activos en la luna. Pero hay propuestas para enviar nuevos sismómetros de regreso a la superficie lunar en futuras misiones.
«Estamos interesados en utilizar sismómetros mucho más pequeños, posiblemente lanzados por penetradores, que son casi como objetos con forma de misil», continúa el experto. «Pones un sismómetro muy pequeño en la parte trasera y luego lo lanzas desde un módulo de aterrizaje descendente o directamente desde la Tierra».
Preguntas
Poner nuevos sismómetros en la luna podría responder varias preguntas pendientes, como por qué hay grandes diferencias estructurales entre el lado cercano de la luna que apunta hacia nosotros y el lado lejano que apunta hacia afuera.
«(Eso podría estar) relacionado con la estructura interna. Existe una teoría (la luna) fue golpeada nuevamente después de que se formara por otra luna, y es por eso que obtienes esta extraña asimetría. Explorar la estructura interna sería interesante. Y además de eso, nos gustaría limitar el grosor del núcleo», expresa.
Comprender esto podría ayudar a probar las teorías sobre cómo estos impactos cataclísmicos tempranos alrededor del tiempo en que se formaban la Tierra y la Luna ayudaron a determinar las estructuras que tienen hoy.
En Marte, sin embargo, las cosas son un poco diferentes. Los terremotos no se producen por interacciones de las mareas, sino por el enfriamiento y la contracción del planeta, lo que produce tensiones profundas. Se cree que los impactos de meteoritos también juegan un papel, al igual que en la luna, enviando ondas sísmicas alrededor del planeta.
La existencia de terremotos marciano nunca se había probado hasta que los investigadores hicieron aterrizar un sismómetro en el planeta rojo en 2018 como parte de la misión InSight de la NASA. El módulo de aterrizaje InSight Mars detectó el primer terremoto marciano definitivo el 6 de abril de 2019 utilizando su instrumento Sismic Experiment for Interior Structure (SEIS), que había sido colocado suavemente en la superficie por el brazo robótico del módulo de aterrizaje. Desde entonces, también se han detectado unos 500 eventos posteriores.
Actividad volcánica
Si bien la mayoría de los terremotos marciano han sido relativamente pequeños, algunos de ellos han sido lo suficientemente grandes, casi equivalentes a un terremoto de magnitud 4, como para rastrearse hasta su origen, un área conocida como Cerberus Fossae, a unos 1.600 kilómetros al este de InSight. Se cree que los terremotos están causados por la acumulación de tensión a medida que se estiran las fracturas en la corteza marciana, posiblemente por la actividad volcánica.
Mientras que los terremotos más grandes parecen originarse en el manto debajo de la corteza marciana, se cree que los terremotos más pequeños comienzan en la propia corteza. Sin embargo, la velocidad de las ondas sísmicas en la corteza marciana superior en los primeros ocho a 11 kilómetros parece ser aproximadamente un 50% más baja que en rocas similares en la Tierra.
Los investigadores que forman parte del proyecto GeoInSight han estado estudiando la geología de la superficie alrededor del sitio de aterrizaje de InSight para comprender más sobre lo que podría estar sucediendo. Utilizaron imágenes y datos del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA para estudiar el área de Elysium Planitia antes de que llegara InSight.
Las imágenes revelaron que hay flujos de lava de 200 a 300 metros debajo del módulo de aterrizaje, según el Dr. Lu Pan de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, el coordinador del proyecto en GeoInsight. «Pero debajo de esos flujos de lava, tenemos rocas sedimentarias y rocas que contienen arcilla a unos pocos kilómetros de profundidad», dijo.
Esta estratificación es una explicación de la menor velocidad de las ondas sísmicas, dice el Dr. Pan, porque las rocas sedimentarias tienen una alta porosidad que podría ralentizar las ondas. Otra posibilidad es que la corteza superior haya sido muy dañada y fracturada por impactos de meteoritos y otros procesos, produciendo más resistencia para las olas.
Los hallazgos también tienen implicaciones para algunos de los otros resultados de InSight, señaló Pan. «Por ejemplo, uno de los descubrimientos emocionantes de InSight fue el campo magnético, (que era) diez veces más de lo que observamos desde la órbita. Habiendo establecido la estratigrafía (la estratificación de las rocas), podríamos ayudar a poner algunas restricciones sobre el origen del campo magnético: estratigrafía de antes de hace 3.900 millones de años».
Si bien InSight continuará investigando el interior de Marte con su instrumento SEIS, los científicos también están ansiosos por desentrañar el misterio de una lectura extraña que ha estado captando.
«Hay un zumbido con una frecuencia específica que ocurre cuando hay otro evento», afirma Pan. «Realmente no entendemos qué es. A veces, cuando hay un terremoto, vemos que el zumbido viene después. Realmente no tenemos un buen análogo en la Tierra «.
Mientras InSight y sus instrumentos escuchan el funcionamiento interno del planeta rojo, podría ayudar a revelar la fuente de este zumbido y revelar lo que realmente se encuentra en lo profundo de este mundo alienígena.
Jonathan O’Callaghan
