Unos científicos rastrean ondas de choque en Marte y encuentran el impacto de un meteorito

Una cámara de contexto observa el cráter de un impacto en Marte en Amazonis Planitia. (NASA vía The New York Times)
Una cámara de contexto observa el cráter de un impacto en Marte en Amazonis Planitia. (NASA vía The New York Times)

En la víspera de la Navidad del año pasado, Marte se sacudió.

Gracias a su exquisita sensibilidad, el sismómetro en el aterrizador InSight de la NASA registró con precisión una ráfaga de vibraciones sísmicas y el día siguiente envió los datos a la Tierra: un regalo de la ciencia.

Los científicos del InSight estaban ocupados celebrando las fiestas. A inicios de enero, cuando estudiaron el estremecimiento a detalle, este lucía distinto de los más de mil martemotos que la nave estacionaria había registrado durante su misión para estudiar las entrañas del planeta rojo.

“Sin duda fue un evento sísmico y uno grande”, comentó Mark Panning, científico de proyecto en la misión del InSight. “Y nos emocionó de inmediato”.

En unos artículos científicos publicados el jueves, los científicos que usaron los datos de dos naves de la NASA revelaron que el evento sísmico no eran rocas que se estaban resquebrajando desde las presiones internas del planeta rojo. Más bien, fueron ondas de choque que emanaron del impacto de una roca espacial sobre Marte. El descubrimiento ayudará a los científicos a entender mejor qué hay dentro de Marte y sirve para recordar que, al igual que la Tierra, a Marte también lo golpean los meteoritos.

Marte no tiene placas tectónicas, los pedazos deslizantes de la corteza que le dan forma a la superficie de la Tierra. Sin embargo, los martemotos sí ocurren, a causa de otras presiones tectónicas como la contracción y el resquebrajamiento de la corteza del planeta rojo cuando se enfría. Los martemotos más grandes son modestos en comparación con los estándares terrestres.

La sacudida decembrina quedó como una de las más poderosas que se hayan registrado, con una magnitud de 4. Sin embargo, no ocurrió en la región de actividad tectónica donde se había observado la mayoría de los sismos más fuertes.

La cámara HiRISE observa el cráter de un impacto en Marte rodeado de agua congelada. (NASA vía The New York Times)
La cámara HiRISE observa el cráter de un impacto en Marte rodeado de agua congelada. (NASA vía The New York Times)

De manera más crucial, el evento sísmico de la víspera de la Navidad fue la primera vez que se detectaron esas ondas superficiales: vibraciones que viajan a lo largo de la corteza exterior de las rocas en la superficie de Marte. Para todos los otros martemotos, el sismómetro del InSight tan solo había observado las que se conocen como ondas de cuerpo, vibraciones que viajan a través del interior del planeta.

El evento se volvió más misterioso porque el epicentro ocurrió lejos: a más de 3200 kilómetros del InSight. Esto sugirió que no solo fue un sismo grande, sino uno con poca profundidad.

“Fue difícil determinar por qué hubo ondas superficiales”, comentó Philippe Lognonné, profesor de la Universidad de París que funge como el investigador principal del sismómetro.

Esto seguía siendo un misterio hasta dos meses después, cuando los científicos de otra nave espacial de la NASA —el Mars Reconnaissance Orbiter— descubrieron que el evento sísmico no era un martemoto después de todo.

Más bien fue el golpe de una roca espacial en Marte.

Tampoco fue una diminuta roca espacial, la cual se estima que medía entre 4,5 y 12 metros de diámetro, comentó Liliya Posiolova, directora de operaciones de ciencia orbital en Malin Space Science Systems en San Diego, empresa que construyó y opera dos de las cámaras del Mars Reconnaissance Orbiter.

El impacto liberó la energía equivalente a una explosión de entre 2,5 y 10 kilotones de TNT, señaló Posiolova (la bomba atómica que fue lanzada sobre Hiroshima al final de la Segunda Guerra Mundial era el equivalente de 15 kilotones de trinitrotolueno). El meteorito dejó un cráter más ancho que un campo de fútbol americano.

Durante una conferencia de prensa de la NASA realizada el jueves, Ingrid Daubar, científica planetaria en la Universidad de Brown que encabeza el grupo de trabajo de ciencia de impacto en el InSight, comentó que un meteorito de este tamaño entra en la atmósfera terrestre más o menos una vez al año.

“Los vemos con bastante regularidad”, comentó Daubar. “Pero, debido a que la Tierra tiene una atmósfera más gruesa, los asteroides de ese tamaño se queman y por lo general son bastante inofensivos”.

Los científicos, entre los que se cuentan Panning, Lognonné, Posiolova y Daubar, divulgaron los hallazgos en dos artículos publicados el jueves en la revista Science.

Cuando el InSight —una abreviación del inglés: Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport— aterrizó en noviembre de 2018, los científicos esperaban observar no solo los martemotos, sino también unos pocos impactos de meteoritos al año. En cambio, durante más de tres años, no vieron ningún impacto de meteorito en los datos sísmicos.

Esto indicaba una falta en los modelos de computadora que simulaban las señales sísmicas esperadas y de más conocimiento sobre la corteza marciana.

El mes pasado, unos científicos declararon haber identificado cuatro pequeños impactos de meteorito a un par de cientos de kilómetros del InSight con base en los sonidos de trinos que hicieron las rocas cuando entraron en la atmósfera marciana.

Ahora, también saben de impactos de meteoritos más grandes a una mayor distancia.

A inicios de febrero, Posiolova y otros científicos estaban trabajando para tomar una imagen estéreo y tridimensional de una parte de Marte. Ya habían tomado una imagen de la región hacía algunos años y en ese momento estaban tomando una segunda desde un ángulo un poco distinto.

Sin embargo, la segunda imagen tenía una gran mancha, una zona de impacto de polvo revuelto que se propagaba hacia afuera más de 16 kilómetros que no había salido en la primera imagen.

Era tan grande que era visible en imágenes climáticas globales diarias tomadas desde otra cámara en el orbitador. “En ese momento, en esencia empezamos a ir hacia atrás desde esa imagen de febrero”, comentó Posiolova, la primera autora de uno de los artículos publicados en Science.

La mancha estaba presente el 25 de diciembre. Pero no el 24 de diciembre.

Posiolova mencionó haber hecho memoria y recordar que el InSight había registrado uno de sus eventos sísmicos más grandes la víspera de Navidad. “Pensé: ‘¿Podrá ser este?’”, se preguntó.

Y sí lo era.

En imágenes con una mayor resolución, se muestra cómo el meteorito esculpió un cráter de alrededor de 150 metros de ancho en el centro de la zona de impacto e incluso levantó agua congelada de debajo de la superficie. Es la zona más cercana al ecuador marciano donde se ha detectado hielo.

Una vez que no hubo duda de que habían identificado las señales sísmicas del impacto de un meteorito, los científicos del InSight revisaron sus datos para ver si alguno de los martemotos anteriores en realidad había sido el mismo tipo de impacto.

En efecto, la sacudida de un evento sísmico de magnitud 4,2 tres meses antes, el 18 de septiembre, parecía similar. Entonces, las cámaras del orbitador observaron alrededor de ese epicentro, ubicado a unos 7400 kilómetros del InSight y detectaron un cráter de unos 130 metros de diámetro.

Posiolova señaló que eran, por mucho, los dos cráteres nuevos más grandes que el orbitador hubiera detectado durante sus dieciséis años de estudio de Marte. Según Panning, era improbable que los dos impactos estuvieran relacionados; el hecho de que hubieran pasado tan solo unos meses entre uno y otro fue una casualidad aleatoria y afortunada.

Una de las posibles sorpresas es que las ondas superficiales parecen haber viajado casi a la misma velocidad sobre la corteza del hemisferio norte que sobre el hemisferio sur.

La topografía de la mitad septentrional de Marte —una zona que tal vez pudo haber estado cubierta por un océano— es mucho más baja que las tierras altas australes. No obstante, los datos de la velocidad sugieren que las rocas de la corteza en ambos hemisferios son similares en densidad. En la Tierra, la corteza que se encuentra debajo de los océanos es más densa que la corteza de los continentes.

“Estamos empezando a descubrir el misterio de esta dicotomía”, comentó Doyeon Kim, científico planetario en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Suiza, y el primer autor del artículo de Science donde se describen los hallazgos del InSight.

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