La física vincula los datos sísmicos con las propiedades de las rocas y los sedimentos

Crédito: NASA/JPL-Caltech

Un nuevo análisis de los datos sísmicos de la misión Mars InSight de la NASA revela dos sorpresas.

Primera sorpresa: los primeros 300 metros debajo de la superficie debajo del lugar de aterrizaje cerca del ecuador marciano tienen poco o nada de hielo.

“Descubrimos que la corteza marciana es débil y porosa. Los sedimentos no están bien unidos. No hay hielo o hay mucho hielo llenando los espacios porosos”, dijo el geofísico Vashan Wright del Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego. . . Wright y tres coautores publicaron su análisis en Cartas de investigación geofísica.

“Estos hallazgos no excluyen la presencia de granos de hielo o pequeñas bolas de hielo que no unen a los otros minerales”, dijo Wright. “La pregunta es qué tan probable es que el hielo sea así”.

La segunda sorpresa contradice una idea innovadora sobre lo que sucedió con el agua en Marte. El Planeta Rojo puede haber albergado océanos de agua al principio de su historia. Muchos expertos sospecharon que demasiada agua se convirtió en parte de los minerales que componen el cemento subterráneo.

“Si el agua entra en contacto con las rocas, se produce un conjunto completamente nuevo de minerales, como la arcilla, por lo que el agua no es un líquido. Es parte de la estructura mineral”, dijo el coautor del estudio Michael Manga, de la Universidad de California. . Berkeley. “Hay algo de cemento, pero las rocas no están llenas de cemento”.

“El agua también puede convertirse en minerales que no actúan como cemento”, dijo Wright, “pero debajo de la superficie sin pulir se elimina una forma de mantener un registro de vida o actividad biológica”. El cemento, por su naturaleza, mantiene unidas las rocas y los sedimentos, protegiéndolos de la erosión destructiva.

La falta de depósitos de cemento indica escasez de agua a 300 metros por debajo del lugar de aterrizaje de InSight cerca del ecuador. Una temperatura promedio por debajo del punto de congelación en el ecuador de Marte significa que las condiciones serían lo suficientemente frías como para que el agua se congelara si estuviera allí.

Muchos científicos planetarios, incluido Manga, han sospechado durante mucho tiempo que la superficie de Marte estaría llena de hielo. Sus dudas se desvanecieron. Sin embargo, grandes capas de hielo y hielo congelado permanecen en los polos de Marte.

dijo Manga, profesor y presidente del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra en UC Berkeley.

La nave espacial InSight aterrizó en una llanura plana y suave cerca del ecuador marciano en 2018. Sus instrumentos incluían un sismómetro que mide las vibraciones causadas por pantanos y choques de meteoritos.

Los científicos pueden relacionar esta información con una gran cantidad de conocimientos sobre la superficie, incluidas imágenes del terreno marciano y datos de temperatura. Los datos de superficie indican que el acuífero puede consistir en rocas sedimentarias y flujos piroclásticos. Sin embargo, el equipo tuvo que tener en cuenta las incertidumbres sobre las propiedades subterráneas, como la porosidad y el contenido mineral.

Las ondas sísmicas de los pantanos brindan pistas sobre la naturaleza de los materiales a través de los cuales viajan. Los minerales potencialmente pegajosos como la calcita, la arcilla, la caolinita y el yeso afectan las velocidades sísmicas. El equipo de Wright en Scripps Oceanography ha aplicado modelos informáticos de física de rocas para interpretar las velocidades derivadas de los datos de InSight.

“Ejecutamos nuestros modelos 10.000 veces cada uno para incorporar las incertidumbres en nuestras respuestas”, dijo el coautor Richard Kilburn, un estudiante graduado que trabaja en el laboratorio de física de tectonorock de Scripps dirigido por Wright. Las simulaciones que aparecen debajo de la superficie de la Tierra se componen principalmente de materiales no incrustados que se ajustan mejor a los datos.

Los científicos quieren explorar el interior de la Tierra porque si existiera vida en Marte, aquí es donde estaría. No hay agua líquida en la superficie, y la vida debajo de la superficie estaría protegida de la radiación. Después de una misión de retorno de muestras, la prioridad de la NASA para la próxima década es el concepto de misión Mars Life Explorer. El objetivo es perforar dos metros en la corteza marciana en latitudes altas para buscar vida donde se unen el hielo, las rocas y la atmósfera.

Ya se está considerando una misión internacional de mapeo robótico de hielo propuesta para ayudar a la NASA a identificar posibles objetivos científicos para las primeras misiones humanas a Marte. Scripps Oceanography ayuda a preparar a los jóvenes científicos para que contribuyan a tales expediciones.

“Toda mi vida he oído que la Tierra podría volverse inhabitable”, dijo el coautor del estudio, Jardel Dassnet, otro estudiante graduado en el laboratorio dirigido por Wright. “Ahora estoy en la edad en que puedo contribuir a producir el conocimiento de otro planeta que tenemos allí”.

Esta investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias, la NASA y el Programa CIFAR Earth 4D.


El análisis de las vibraciones causadas por los vientos en Marte arroja luz sobre las propiedades subterráneas del planeta


más información:
Vashan Wright et al., Corteza poco profunda, firme y poco profunda de poca profundidad bajo Insight, Cartas de investigación geofísica (2022). doi: 10.1029/2022GL099250

Ofrecido por la Universidad de California – San Diego

La frase: Mars Groundwater Challenges Expectations: Physics vincula los datos sísmicos con las propiedades de las rocas y los sedimentos (11 de agosto de 2022) Obtenido el 11 de agosto de 2022 de https://phys.org/news/2022-08-subsurface-mars-defy-physics -sísmico.html

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