Nueva clase de terremotos en Marte revela impactos diarios de meteoritos

Un equipo internacional de investigadores, codirigido por ETH Zurich y el Imperial College de Londres, ha obtenido la primera estimación de los impactos globales de meteoritos en Marte utilizando datos sísmicos. Sus hallazgos indican que entre 280 y 360 meteoritos golpean el planeta cada año, formando cráteres de impacto de más de 8 metros (aproximadamente 26 pies) de ancho.

Geraldine Zenhaeusern, quien codirigió el estudio, comentó: «Esta tasa fue aproximadamente cinco veces mayor que el número estimado a partir de imágenes orbitales únicamente. Alineados con las imágenes orbitales, nuestros hallazgos demuestran que la sismología es una herramienta excelente para medir las tasas de impacto».

El ‘chirrido’ sísmico señala una nueva clase de terremotos

Utilizando datos del sismómetro desplegado durante la misión InSight de la NASA a Marte, los investigadores descubrieron que seis eventos sísmicos registrados en las proximidades de la estación habían sido previamente identificados como impactos meteóricos, un proceso posible mediante el registro de una señal atmosférica acústica específica generada cuando Los meteoritos entran en la atmósfera marciana.

Ahora, Zenhäusern de ETH Zurich, la codirectora Natalia Wójcicka del Imperial College de Londres y el equipo de investigación han descubierto que estos seis eventos sísmicos pertenecen a un grupo mucho más grande de martemotos, los llamados eventos de muy alta frecuencia (VF). El proceso de origen de estos terremotos ocurre mucho más rápido que el de un terremoto tectónico de tamaño similar. Mientras que un terremoto normal de magnitud 3 en Marte dura varios segundos, un evento generado por un impacto del mismo tamaño tarda sólo 0,2 segundos o menos, debido a la hipervelocidad de la colisión. Al analizar los espectros de los marsismos, el equipo identificó 80 marsismos más que ahora se cree que son causados ​​por impactos de meteoritos.

Su búsqueda de investigación comenzó en diciembre de 2021, un año antes de que el polvo acumulado en los paneles solares pusiera fin a la misión InSight, cuando un gran terremoto distante registrado por el sismómetro repercutió en una señal sísmica de banda ancha en todo el planeta. La teledetección asoció el terremoto con un cráter de 150 metros de ancho. Para confirmarlo, el equipo de InSight se asoció con la cámara de contexto (CTX) del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) para buscar otros cráteres nuevos que coincidieran con el momento y la ubicación de los eventos sísmicos detectados por InSight.

El trabajo de detective de los equipos dio sus frutos y tuvieron la suerte de encontrar un segundo cráter nuevo de más de 100 metros (320 pies) de diámetro. Sin embargo, los cráteres más pequeños, que se formaron cuando meteoritos del tamaño de una pelota de baloncesto chocaron contra el planeta y que deberían ser mucho más comunes, siguieron siendo difíciles de alcanzar. Ahora, el número de impactos de meteoritos se estima nuevamente mediante la aparición de estos terremotos especiales de alta frecuencia.

Primera tasa de impacto de meteorito a partir de datos sísmicos

Aproximadamente 17.000 meteoritos caen a la Tierra cada año, pero a menos que crucen el cielo nocturno, rara vez se notan. La mayoría de los meteoritos se desintegran al entrar en la atmósfera terrestre, pero en Marte la atmósfera es 100 veces más delgada, lo que deja su superficie expuesta a impactos de meteoritos más grandes y frecuentes.

Hasta ahora, los científicos planetarios se han basado en imágenes y modelos orbitales inferidos de impactos de meteoritos bien conservados en la Luna, pero extrapolar estas estimaciones a Marte resultó ser un desafío. Los científicos tuvieron que tener en cuenta la mayor atracción gravitacional de Marte y su proximidad al cinturón de asteroides, lo que significa que más meteoritos chocan contra el planeta rojo. Por otro lado, las tormentas de arena regulares dan como resultado cráteres que están mucho menos conservados que los de la Luna y, por lo tanto, no se detectan tan fácilmente con imágenes orbitales. Cuando un meteorito golpea el planeta, las ondas sísmicas del impacto viajan a través de la corteza y el manto y pueden ser captadas por los sismómetros.

Wójcicka explica: «Estimamos los diámetros de los cráteres a partir de la magnitud de todos los marsismos VF y sus distancias, luego los usamos para calcular cuántos cráteres se formaron alrededor del módulo de aterrizaje InSight en el transcurso de un año. Luego extrapolamos estos datos para estimar el número de impactos que ocurren anualmente en toda la superficie de Marte».

Zenhäusern añade: «Si bien los nuevos cráteres se pueden ver mejor en terrenos llanos y polvorientos, donde realmente destacan, este tipo de terreno cubre menos de la mitad de la superficie de Marte. Sin embargo, el sensible sismómetro InSight pudo escuchar cada impacto dentro del alcance del módulo de aterrizaje».

Información sobre la era de Marte y futuras misiones

Al igual que las líneas y arrugas de nuestra cara, el tamaño y la densidad de los cráteres de los impactos de meteoritos revelan pistas sobre la edad de diferentes regiones de un cuerpo planetario. Cuantos menos cráteres, más joven es la región del planeta. Venus, por ejemplo, casi no tiene cráteres visibles porque su superficie está continuamente remodelada por el vulcanismo, mientras que Mercurio y la Luna, con sus superficies antiguas, están llenos de cráteres. Marte se encuentra entre estos ejemplos, con algunas regiones antiguas y otras jóvenes que se pueden distinguir por la cantidad de cráteres.

Nuevos datos muestran que un cráter de 8 metros (26 pies) ocurre en algún lugar de la superficie de Marte casi todos los días y un cráter de 30 metros (98 pies) ocurre aproximadamente una vez al mes. Dado que los impactos a hipervelocidad provocan zonas de explosión que son fácilmente 100 veces más grandes en diámetro que el cráter, conocer el número exacto de impactos es importante para la seguridad de la robótica, pero también para futuras misiones humanas al Planeta Rojo.

«Este es el primer artículo de este tipo que determina con qué frecuencia los meteoritos impactan la superficie de Marte a partir de datos sismológicos, que era un objetivo de nivel uno de la misión Mars InSight», dice Domenico Giardini, profesor de sismología y geodinámica en ETH Zurich y Co-investigador principal de la misión Mars InSight de la NASA. «Estos datos influyen en la planificación de futuras misiones a Marte».

Según Zenhäusern y Wójcicka, los próximos pasos para avanzar en esta investigación implican el uso de tecnologías de aprendizaje automático para ayudar a los investigadores a identificar más cráteres en imágenes de satélite e identificar eventos sísmicos en los datos.

Con información de Nature