Simulan el núcleo de Marte para comprender su composición y origen

Esta información se comparará con las observaciones realizadas por las sondas espaciales marcianas en el futuro cercano. Si los resultados entre el experimento y la observación coinciden o no confirmará las teorías existentes sobre la composición de Marte o cuestionará la historia de su origen, informa la Universidad de Tokio en un comunicado.

Marte es uno de nuestros vecinos terrestres más cercanos, sin embargo, todavía está muy lejos, entre unos 55 millones y 400 millones de kilómetros, dependiendo de dónde estén la Tierra y Marte en relación con el sol. En este momento, Marte se encuentra a unos 200 millones de kilómetros de distancia y, en cualquier caso, es extremadamente difícil, costoso y peligroso. Por estas razones, a veces es más sensato investigar el planeta rojo a través de simulaciones aquí en la Tierra que enviar una sonda espacial costosa o, tal vez algún día, personas.

Keisuke Nishida, profesor asistente del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Tokio en el momento del estudio, y su equipo está interesado en investigar el funcionamiento interno de Marte. Analizan los datos y la composición sísmica que le dicen a los investigadores no solo sobre el estado actual del planeta, sino también sobre su pasado, incluidos sus orígenes.

"La exploración de los interiores profundos de la Tierra, Marte y otros planetas es una de las grandes fronteras de la ciencia", dijo Nishida. "Es fascinante en parte por las enormes escalas involucradas, pero también por cómo los investigamos de manera segura desde la superficie de la Tierra".

Durante mucho tiempo se ha teorizado que el núcleo de Marte probablemente consiste en una aleación de hierro y azufre. Pero dado lo inaccesible que es el núcleo de la Tierra para nosotros, las observaciones directas del núcleo de Marte probablemente tendrán que esperar algún tiempo. Esta es la razón por la cual los detalles sísmicos son tan importantes, ya que las ondas sísmicas, similares a las ondas de sonido enormemente poderosas, pueden viajar a través de un planeta y ofrecer una visión interior, aunque con algunas advertencias.

"La sonda Insight de la NASA ya está en Marte recolectando lecturas sísmicas", dijo Nishida. "Sin embargo, incluso con los datos sísmicos faltaba una importante pieza de información sin la cual los datos no podían ser interpretados. Necesitábamos conocer las propiedades sísmicas de la aleación de hierro y azufre que se cree que forman el núcleo de Marte".

Nishida y su equipo ahora han medido la velocidad de lo que se conoce como ondas P (uno de los dos tipos de ondas sísmicas, el otro son ondas S) en aleaciones de hierro y azufre fundidas.

"Debido a obstáculos técnicos, pasaron más de tres años antes de que pudiéramos recopilar los datos ultrasónicos que necesitábamos, así que estoy muy contento de que ahora los tengamos", dijo Nishida. "La muestra es extremadamente pequeña, lo que podría sorprender a algunas personas dada la gran escala del planeta que estamos simulando de manera efectiva. Pero los experimentos a alta presión a microescala ayudan a explorar estructuras de macroescala e historias evolutivas de planetas a larga escala".

Una aleación fundida de hierro y azufre justo por encima de su punto de fusión de 1,500 grados Celsius y sujeta a 13 gigapascales de presión tiene una velocidad de onda P de 4,680 metros por segundo; Esto es 13 veces más rápido que la velocidad del sonido en el aire, que es de 343 metros por segundo. Los investigadores utilizaron un dispositivo llamado prensa multianvil de tipo Kawai para comprimir la muestra a esas presiones. Utilizaron haces de rayos X de dos instalaciones de sincrotrón, KEK-PF y SPring-8, para ayudarlos a obtener imágenes de las muestras para luego calcular los valores de las ondas P.

"Tomando nuestros resultados, los investigadores que lean datos sísmicos marcianos ahora podrán determinar si el núcleo es principalmente una aleación de hierro-azufre o no", dijo Nishida. "Si no es así, eso nos dirá algo sobre los orígenes de Marte. Por ejemplo, si el núcleo de Marte incluye silicio y oxígeno, sugiere que, al igual que la Tierra, Marte sufrió un gran impacto cuando se formó. Entonces, ¿De qué está hecho Marte y cómo se formó? Creo que estamos a punto de descubrirlo ".