Captan por primera vez cómo dos meteoritos golpearon Marte y modificaron el planeta

Gran parte de los habitantes de la Tierra estábamos ocupados intentando volver a celebrar una Nochebuena en familia, aún atenazados por la pandemia, cuando en Marte ocurrió un hecho singular. El 24 de diciembre de 2021, un gigantesco meteorito impactó contra el planeta rojo. El sismómetro de la misión InSight de la NASA, ubicado a 3.500 kilómetros de allí, captó un tipo de ondas superficiales inusuales. Durante tres años este instrumento había registrado terremotos marcianos, pero aquella nueva lectura era tan atípica que los investigadores sospecharon que algo extraño tenía que haber ocurrido en la superficie marciana. La confirmación llegó días más tarde cuando la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) mandaba imágenes desde su órbita que mostraban el impresionante cráter de 150 metros de diámetro que había provocado el impacto.

La revista Science acaba de publicar dos artículos (este y este) con todos los detalles científicos de este suceso y de otro similar que en realidad había ocurrido antes. El 18 de septiembre de 2021 el InSight también detectó un tipo de ondas sísmicas extrañas y ahora sabemos que la fuente fue otro meteorito de un tamaño algo menor, tal y como ha confirmado también la observación orbital, pero que en aquella ocasión impactó a 7.500 kilómetros del sismómetro. En los dos casos, las ondas se propagaron a lo largo de toda la superficie del planeta y su estudio revela datos sin precedentes sobre su interior, mostrando la estructura de su corteza a profundidades de entre cinco y 30 kilómetros por debajo de la superficie. Marte sigue siendo un misterio geológico, pero el choque de estos dos gigantes llegados del espacio ofrece muchas pistas sobre su formación y su evolución. ¿Qué nos dicen los nuevos datos?

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“Es la primera vez que se observan ondas superficiales sísmicas en un planeta que no sea la Tierra”, afirma Doyeon Kim, geofísico de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH, por sus siglas en alemán) y primer autor de uno de los artículos. “Hasta ahora nuestro conocimiento de la corteza marciana se ha basado en la medición de un solo punto bajo el módulo de aterrizaje” de esta misión, según explica, así que estos nuevos datos resultan reveladores e incluso sorprendentes, porque “tiene una estructura muy uniforme y una alta densidad”, más de lo que indicaban las mediciones del lugar donde se ubica el InSight.

La sonda MRO, que opera en la órbita de Marte desde hace 16 años, tampoco había captado nunca cráteres recién formados sobre la superficie del planeta. Por eso, los científicos destacan que se haya podido “ver un impacto de este tamaño y de estas características, emparejando imágenes de la superficie con los datos del sismómetro”, comenta en declaraciones a Teknautas Antonio Molina, investigador del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) que forma parte del equipo científico del InSight y es experto en geología planetaria, aunque no ha participado directamente en estos trabajos. Según explica, la atmósfera de la Tierra destruye los meteoritos antes de que lleguen a la superficie (y nunca ha llegado hasta nosotros uno del suficiente tamaño para provocar un cráter similar, que sería catastrófico), y ni siquiera en la Luna se ha observado algo parecido.

Por eso, registrar dos en el planeta vecino en un corto espacio de tiempo ha sido una gran suerte, no solo por el hecho en sí mismo, sino por la información que ofrecen. “Las vibraciones permiten entender mejor el interior del planeta y cuáles son los materiales que componen la corteza”, destaca el experto. Gracias a sus características y al tiempo que tardan en llegar al sismómetro, los investigadores pueden sacar numerosas conclusiones. Por una parte, están las ondas superficiales y, por otra, otras ondas internas que los investigadores dividen en primarias y secundarias. Las primarias identifican movimientos de compresión, “como si fuera un acordeón”, que va transmitiéndose a lo largo del planeta, llegando al núcleo. Las secundarias vienen después y no se transmiten en los fluidos, así que solo llegan hasta la capa magmática. En conjunto, “dando la vuelta a todo el planeta, permiten saber cuál es el espesor de la corteza, la estructura interna y sus características”. Aunque se han detectado un millar de movimientos sísmicos en Marte, ninguno había aportado tantos datos como estos impactos externos.

Por otra parte, y al margen de las ondas sísmicas, los científicos también han podido comprobar que uno de los impactos desprendió trozos de hielo. Aunque la presencia de agua en forma sólida no es ninguna novedad, nunca se había detectado su presencia tan cerca del ecuador de Marte: los 35°N es la latitud más baja en la que se ha observado directamente. “Poder ver ese impacto reciente es un hito importante, porque se puede identificar mejor cuál puede ser el alcance del hielo cerca de la superficie”, asegura el investigador del Centro de Astrobiología.

La dicotomía de Marte y lo que nos dice de la Tierra

En cualquier caso, las novedades que más llaman la atención de los expertos en geología planetaria tienen que ver con uno de los mayores enigmas marcianos: la dicotomía de este planeta, es decir, la diferencia entre gran parte del hemisferio norte y el hemisferio sur. “Tanto la superficie como la propia corteza parecen tener características muy distintas”, explica Molina, “se sabe que esa diferenciación se ha producido en etapas geológicas tempranas, pero desde entonces se han producido tantas alteraciones que es difícil saber cuál es el origen. Seguramente no sea un único proceso”.

¿Qué aporta este estudio al análisis de esta dicotomía? Gracias al impacto de los meteoritos y de las ondas que han generado, los científicos han comprobado que la composición de la corteza de las llamadas tierras bajas (ubicadas al norte del planeta) y de las tierras altas (al sur) es muy similar. Los expertos creen que esta información es clave para desentrañar el misterio, ya que si no ofrece una respuesta definitiva, al menos ayuda a descartar algunas de las hipótesis que se habían planteado sobre la formación del planeta.

Además, todos estos datos también son útiles para entender cómo es nuestro propio hogar, la Tierra. “En realidad, la información que tenemos del interior de los planetas siempre son medidas indirectas, porque no se puede llegar a tomar muestras más que a una profundidad de unos pocos kilómetros. Por eso, cuando intentamos entender cómo funcionan los planetas en general y el nuestro en particular, solamente tenemos datos indirectos”, señala el experto. Obtener por primera vez información como la recopilada ahora en Science (imposible de lograr en la Tierra sin un impacto similar nada deseable) sirve para estudiar modelos de formación y de evolución planetaria.

En este caso, Marte es un planeta más pequeño que el nuestro y, por lo tanto, es posible que se apagara más rápido. Si en algún momento fue similar a la Tierra, ha envejecido pronto y presenta una superficie estéril, aunque en el pasado también pudo tener agua en su superficie. Sin embargo, esto hace que tenga una característica muy valiosa: “Hay huellas fósiles que permanecen visibles y que en nuestro planeta han sido modificadas por la biosfera y la atmósfera”, indica el investigador. Por eso, estos estudios ayudan a “comprender el pasado y el futuro de nuestro planeta y de todos”.

InSight, una misión con los días contados

Las novedades publicadas en Science llegan en un momento clave. InSight pretendía, precisamente, “entender mejor el interior del planeta”, recuerda Molina, y lleva funcionando casi cuatro años, pero está a punto de finalizar. “Depende de la energía solar y, debido a las tormentas de polvo que se producen en Marte, los paneles se están cubriendo y la energía que le llega es cada vez menor. Creemos que a finales de este año dejará de estar operativa”, comenta. Por eso, los impactos de los meteoritos permiten que se pueda considerar un éxito casi in extremis.

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Otras partes de esta misión, que llegó a Marte en noviembre de 2018, no han dado los mismos resultados. De hecho, la principal idea de este proyecto para conocer el interior de este planeta era perforar su superficie y medir la temperatura a cierta profundidad, pero hace tiempo que la NASA admitió que no sería posible. En concreto, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) había diseñado una sonda llamada “el topo” que estaba pensada para cavar al menos tres metros de profundidad y desplegar sensores diseñados para detectar el calor. La realidad es que apenas pudo arañar la superficie, así que no se pudo alcanzar este objetivo. Aun así, InSight se prolongó más allá de lo previsto inicialmente para intentar que al menos otros instrumentos pudieran realizar aportaciones. Entre ellos, el TWINS, en el que trabaja Molina, que incluye sensores de viento y temperaturas.

No obstante, haya finalizado o no la misión, pronto se publicarán más resultados relevantes. En mayo de 2022, InSight observó el mayor martemoto hasta la fecha, de magnitud 5. Debido a que este evento fue poco profundo, también registró ondas sísmicas superficiales. "Es una locura —comenta Kim—, habíamos estado esperando durante tanto tiempo estas ondas, y ahora, solo unos meses después de los impactos de meteoritos, observamos este gran terremoto que produjo ondas superficiales extremadamente ricas". Los análisis iniciales cuadran perfectamente con los nuevos datos que se acaban de publicar en Science, aunque según la ETH Zúrich, la información sobre las características de la corteza alcanzaría esta vez los 90 kilómetros de profundidad.