Después de tres años recogiendo datos, en julio de 2021 la misión InSight de la NASA publicó sus conclusiones sobre la estructura interna de Marte, pero dos meses después la nueva información recogida tras el impacto de un potente meteorito cuestionó esas estimaciones.

Ahora, después de estudiar los tiempos de propagación de las ondas generadas por ese impacto, un equipo internacional dirigido por el investigador del CNRS en el Institut de Pysique duGlobe de Paris, Henri Samuel, ha demostrado que el planeta rojo esconde una capa de silicatos fundidos en la base del manto que recubre el núcleo metálico marciano.

El nuevo estudio concluye que la estructura definida ahora no sólo es más realista y coherente con todos los datos geofísicos disponibles, sino que también explica mejor la evolución de Marte desde su formación.

La investigación

Las conclusiones de la investigación, en la que han participado científicos del CNRS, del ISAE-SUPAERO y de la Université Paris Cité, el Real Observatorio de Bélgica, las Universidades de Maryland y Bristol, la Escuela Politécnica de Zúrich, la Academia Rusa de Ciencias y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, se han publicado en la revista Nature.

El equipo cree que las pruebas de esta estratificación del manto marciano aclaran la propagación anormalmente lenta -y hasta ahora inexplicada-, de las ondas difractadas del impacto del meteorito de septiembre de 2021 por su trayectoria en la parte inferior y totalmente fundida de la capa basal, donde las velocidades sísmicas son bajas.

La existencia de esa capa basal concuerda además con otros eventos sísmicos más antiguos que ahora tienen explicación, y ayuda a explicar la trayectoria observada de Fobos, la luna más cercana a Marte.

Según el estudio, la parte superior y parcialmente fundida de la capa basal disipa eficazmente las deformaciones generadas por la atracción gravitatoria de Fobos, mientras que, por el contrario, el manto sólido que está por encima de esta capa es más rígido y sísmicamente poco atenuante.

Un núcleo más pequeño y denso

La presencia de esta capa fundida en la base del manto implica un núcleo metálico de 150 a 170 km más pequeño (es decir, un radio de 1650±20 km) y de 5 a 8% más denso (es decir, 6,5 g/cm3) que las estimaciones sísmicas anteriores.

Marte tiene una capa fundida bajo el manto

Este núcleo más denso estaría compuesto, por tanto, por una aleación con menos elementos ligeros de lo que se pensaba hasta ahora, y sería más compatible con los datos cosmoquímicos del análisis de meteoritos marcianos y de experimentos de alta presión.

Los autores sugieren que Marte probablemente experimentó una etapa temprana de océano magmático cuya cristalización produjo una capa estable en la base del manto, altamente enriquecida en hierro y elementos radiactivos.

El calor liberado por ella generó una capa basal de silicatos fundidos por encima del núcleo y recubierta por una capa más delgada parcialmente fundida.

El estudio afirma además que tal estratificación del manto aísla el núcleo metálico, impidiendo así su enfriamiento y la generación de una dinamo térmica.

"El recubrimiento térmico del núcleo metálico de Marte por la capa líquida de la base del manto implica que son necesarias fuentes externas para generar el campo magnético registrado en la corteza marciana durante los primeros 500-800 millones de años de su evolución. Estas fuentes podrían ser impactos energéticos o movimientos del núcleo generados por interacciones gravitatorias con antiguos satélites que han desaparecido desde entonces", explica Samuel.

Una evolución diferente a la de la Tierra

Esta estructura estratificada del interior del manto de Marte, que contrasta con la de la Tierra, revela que ambos planetas tuvieron una evolución interna diferente.

Mélanie Drilleau, ingeniera de investigación del ISAE-SUPAERO y coautora del estudio, explica que "el descubrimiento de esta estratificación en el manto marciano abre nuevos horizontes de investigación, ya que los datos sísmicos registrados por el sismómetro SEIS de la misión InSight se reconsiderarán ahora a la luz de este nuevo paradigma".

La misión InSight de la NASA finalizó oficialmente en diciembre de 2022 tras más de cuatro años de recogida de datos científicos en Marte.