De Galileo a InSight: la historia geológica de Marte

Según la tradición, Galileo Galilei llegó a su casa tras negar ante la Santa Inquisición que la Tierra girara alrededor del sol y, dando un zapatazo, gritó: “Y sin embargo, se mueve”. Además de confirmar con sus estudios la teoría heliocéntrica, él fue el primero en observar con un telescopio el planeta rojo en 1610.

Desde entonces ha llovido mucho (en la Tierra, porque en Marte no llueve) y ni los defensores de la fe ni el propio Galileo podían imaginar que el ser humano sería capaz de enviar misiones que estudiaran in situ las características de este vecino terrícola. Una de ellas, llamada InSight, está realizando mediciones en el planeta rojo desde finales de 2018.

Uno de sus objetivos era perforar la superficie de Marte para medir con más precisión la temperatura del interior del planeta y poder comprender mejor su estructura y composición, pero no logró completar todas sus metas al no poder llegar a gran profundidad en las excavaciones. Sin embargo, está obteniendo información relevante como la temperatura, la composición de las rocas superficiales e, incluso, el registro de actividad sísmica.

Tras analizar estos datos y los recabados también por misiones previas, un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz, la Rey Juan Carlos y la Complutense de Madrid, el Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera y la Universidad Shimane de Japón ha comprobado que la composición geológica de la corteza marciana es uno de los elementos que influye en la temperatura y otras propiedades mecánicas como la resistencia o elasticidad de la primera capa del planeta, denominada litosfera.

La composición geológica de la corteza marciana es uno de los elementos que influye en la temperatura y otras propiedades mecánicas. Imagen: Pixabay

La composición y comportamiento de esta capa en la Tierra es bien conocida. Las placas tectónicas (o litosféricas) que se mueven sobre el manto dan lugar a las distintas formaciones geológicas y a la actividad sísmica o magmática como terremotos o volcanes, entre otros. Sin embargo, Marte no tiene placas tectónicas. Su superficie se sitúa sobre una sola capa continua en toda su esfera. Conocer cómo se han generado los distintos accidentes geográficos y cómo se gestionan los cambios que se producen puede ofrecer la clave para interpretar la información que llega desde las distintas misiones y promover otras nuevas con mayor precisión.

En esa línea, esta investigación, publicada en la revista Icarus, suma una nueva perspectiva para comprender la propia Tierra. Los diferentes indicadores térmicos y mecánicos que han evaluado en distintas zonas de Marte aportan nuevos datos sobre el planeta. “El estudio ofrece una información muy valiosa para hacer predicciones en las zonas de amartizaje en las llanuras llamadas Elysium Planitia y Oxia Planum. Los nuevos módulos que se envíen podrán así mejorar los resultados de otros actualmente en activo como InSight”, indica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Cádiz Isabel Egea, coautora del artículo.

Movimiento, temperatura y composición

Los expertos concluyen que la composición de la corteza influye en el comportamiento de la litosfera. Concretamente, la conductividad térmica y la densidad de sus materiales ejercen un efecto directo sobre la temperatura de toda la capa y sobre su resistencia, como si de un ‘coulant’ se tratara. Así, la litosfera es más resistente y elástica si la densidad de la corteza y la conductividad térmica son mayores. Esto depende directamente de los materiales de los que se compone.

Es decir, tal como ocurre en la Tierra, las zonas con mayor temperatura ofrecen unas condiciones de resistencia y de deformación diferentes a otras zonas más frías. Esto se debe, entre otros factores, a la composición del tipo de roca presente en la litosfera.

La investigación parte del debate en la comunidad científica sobre la distinción de otro tipo de rocas diferentes a las basálticas, las más frecuentes en Marte, y su influencia sobre las propiedades mecánicas y térmicas de la corteza. Los expertos han confirmado que existen zonas más ricas en sílice y feldespato, conocidas como rocas félsicas, que otorgan otras características a la litosfera y que puede condicionar incluso su comportamiento sísmico.

Así, concluyen que en las zonas basálticas hay una temperatura mayor y la corteza es más débil que en las zonas félsicas. Por otro lado, el agua también afecta a las propiedades mecánicas de la litosfera, de manera que un mayor contenido en agua en las rocas la hace más débil.

Durante los trabajos desarrollados han simulado distintas condiciones extremas para observar el comportamiento de la litosfera marciana y profundizar en las propiedades reológicas, como la viscosidad y la elasticidad, y su evolución en el tiempo.

De esta manera se puede comprender cómo afecta la composición de la corteza a la temperatura interna del planeta, y la respuesta de la litosfera ante los esfuerzos que soporta del manto o ante el peso de grandes edificios volcánicos. “Hemos tenido en cuenta un amplio rango de condiciones en función de la composición y el espesor de la corteza, del flujo térmico superficial y del régimen tectónico incluyendo condiciones extremas para comparar los resultados en distintas zonas”, añade el investigador de la Universidad Rey Juan Carlos, Alberto Jiménez Díaz, también coautor.

El investigador de la Universidad Rey Juan Carlos Alberto Jiménez Díaz, coautor del artículo. Foto: Eufemio Jiménez Corrochano.

Por tanto, ya no se trata solo de dibujar el mapa, como lo hicieran los observadores del siglo XVII y posteriores, señalando los cráteres y volcanes, las llanuras y mesetas. Ahora se trata de conocerla por dentro: de qué está compuesta, cómo se comporta y cómo se transforma. Los doctores de teología no pueden negar lo evidente y Galileo zapateará satisfecho gritando de nuevo su razón más allá de las fronteras terrestres.

Más información en #CienciaDirecta: Relacionan la composición geológica de la superficie de Marte con su actividad y temperatura interna