¿Una pluma en el manto de Marte?

Planeta B

En la geología planetaria estamos acostumbrados a ir cambiando la visión de nuestro Sistema Solar de tanto en tanto. Casi podríamos decir que nuestra concepción de la vida interna de los planetas y satélites de nuestro vecindario planetario era bastante aburrida hasta entrada la década de los ochenta.

Las misiones espaciales cada vez más capaces y numerosas nos obligaron a cambiar la mentalidad: nuestro Sistema Solar vivía más allá de la Tierra. Veíamos volcanes activos en pequeñas lunas y superficies jóvenes que nos indicaban que la geología había transformado recientemente las caras de algunos planetas y otros tantos satélites. Esto ha supuesto una verdadera revolución y un cambio de paradigma, hasta cierto punto inesperado, que de nuevo demuestra que nuestro planeta no es único ni especial, sino que forma parte de una diversidad de cuerpos con distintos grados de actividad interna y externa. Esta diversidad no podía conocerse hasta el inicio de la carrera espacial, porque para hacer geología muchas veces lo primero que tiene que hacer el geólogo es mirar y poder ver.

En ese reconocimiento de ignorancia, pero también de humildad, son muchas las sorpresas que nos está desvelando Marte en los últimos años, quizás también porque es el cuerpo mejor explorado hasta el momento que no sea la Tierra o la Luna.

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El cráter Mariner, “fotografiado” por la sonda Mariner IV. Un panorama desolador, muy diferente a la imagen que tenemos hoy del planeta Marte. Imagen cortesía de NASA/JPL.

Pienso ahora en las primeras imágenes que tomamos de la superficie de Marte con la misión Mariner IV en 1965 y el jarro de agua fría que pudo suponer a los científicos el ver de cerca un planeta en apariencia muerto. Sin ríos, sin océanos, sin actividad volcánica aparente y cubierto por cráteres. Muy diferente a los mapas con “canales” que incluso en la década de los 60 todavía aparecían sobre las cartografías -aunque cada vez menos científicos creían que existían-, pero que daban el aspecto de que algo se movía en el planeta.

Con cada pizca de conocimiento ganado nos hemos dado cuenta de que nuestro Sistema Solar no es un lugar de blancos y negros, sino que hay una escala de grises que hace que cada cuerpo sea diferente a todos los demás, aunque en el fondo seamos muy parecidos.

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Algunas de las fracturas de Cerberus Fossae observadas desde la sonda europea Mars Express. Como podemos ver en la imagen, algunos de los cráteres son anteriores a esta forma geológica. Imagen cortesía de: ESA/DLR/FU Berlin.

En abril de este año nos hacíamos otra pregunta “¿Hay terremotos de origen volcánico en Marte?”, ya que la misión InSight, que aterrizó en 2019 en Marte, detectó unos terremotos cuya forma de onda recordaba mucho a algunos terremotos de origen volcánico en nuestro planeta.

Lo curioso del caso es que aterrizó en un sitio que, a priori, parecía aburrido, pero lo suficientemente plano como para posarse sin problemas y encontrar un hueco entre las rocas donde colocar el sismógrafo, pero a una distancia lo suficientemente cerca de un punto de gran interés donde parecía haber existido actividad en el pasado reciente, tanto a nivel volcánico como a nivel sísmico.

¿Qué fuerza estaba alimentando esos fenómenos? ¿Está Marte todavía activo en su interior? Hoy sabemos que Marte tuvo una gran actividad geológica en los primeros 1000 o 1500 millones de años después de su formación, pero que paulatinamente esta fue descendiendo hasta convertirse en el Marte aparentemente frío que observamos hoy.

Pero las observaciones nos remiten a erupciones volcánicas que pudieron ocurrir hace tan solo unos 50.000 años, un tiempo verdaderamente reciente a escala geológica en una región conocida como Elysium Planitia, y donde el número de eventos sísmicos parece más alto que en el resto del planeta.

Un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy da un verdadero golpe de efecto explicando la causa de esta actividad: una pluma en el manto de Marte. ¿Qué son las plumas del manto? Bueno, para que nos hagamos una idea son masas de roca a muy alta temperatura que comienzan a ascender a través del manto gracias a su menor densidad.

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Recreación artística de la pluma del manto en Marte, con la posición de la sonda InSight marcada por su silueta. Imagen cortesía de Adrien Broquet & Audrey Lasbordes.

Para quien no se imagine como son este tipo de fenómenos, una forma sencilla de visualizarlo es mediante una lámpara de lava, en la que un material -normalmente una cera- es más densa que el agua cuando está fría y cae hacia el fondo de la lámpara, pero cuando se calienta en contacto con la bombilla que hay debajo e ilumina la lámpara se expande y logra flotar hasta la parte de arriba.

En nuestro planeta las plumas del manto son responsables de la formación de archipiélagos como el de Hawái o también de grandes erupciones volcánicas como las que ocurren en lo que denominamos grandes provincias ígneas.

Precisamente, una de las explicaciones sobre la existencia de volcanes de gran tamaño como los que vemos en la región marciana de Tharsis es la existencia de una pluma que alimentó durante mucho tiempo el vulcanismo, permitiendo un importante crecimiento de los edificios volcánicos desde un punto fijo, a diferencia de nuestro planeta, donde la corteza se iría moviendo sobre la pluma del manto debido a la tectónica de placas.

Los científicos han encontrado distintas evidencias -además de la actividad volcánica- que apuntan en la dirección de que la actividad observada hoy día en la región de Elisyum Planitia tiene como origen una pluma todavía activa hoy en el manto de Marte, contradiciendo la visión que teníamos anteriormente en la que Marte era un planeta prácticamente inactivo por dentro.

Imagen de una de las zonas donde podría haber ocurrido vulcanismo en los últimos 50.000 años. Imagen cortesía de NASA/JPL/ASU/MSSS.

¿Cuáles son estas evidencias? La primera es que estos materiales han abombado la corteza de Marte en más de 1500 metros en algunos puntos, y los análisis gravimétricos muestran que esta deformación está sustentada por los materiales que hay abajo.

Y hay dos expresiones geológicas y topográficas que complementan esta observación: La primera es que los cráteres anteriores al ascenso de esta pluma del manto están inclinados, como si algo les hubiese empujado desde abajo, y además esta inclinación tiene consistencia con el abombamiento de la corteza.

El segundo es que este hinchamiento provoca una extensión de la corteza que se traduce en la presencia de fallas normales y fosas tectónicas como Cerberus Fossae, que a su vez es el punto donde se ha detectado la actividad sísmica y volcánica más reciente del planeta.

Todos estos datos apuntan a la posible existencia de una pluma de más de 4000 kilómetros de diámetro, lo que hace que tengamos que replantearnos que mecanismo puede hacer que todavía a día de hoy haya una pluma como esta activa en el interior de Marte.

Este descubrimiento no solo tiene implicaciones puramente geológicas, sino que también puede tener algunas de orden astrobiológico, ya que la presencia de unas temperaturas adecuadas cerca de la superficie podría generar ambientes habitables en el interior de Marte, convirtiendo este lugar en una diana perfecta para la búsqueda de vida pasada o presente en el planeta rojo.

Referencia:

Broquet, A., Andrews-Hanna, J.C. (2022) Geophysical evidence for an active mantle plume underneath Elysium Planitia on Mars. Nat Astron doi: 10.1038/s41550-022-01836-3

Para saber más:

¿Hay terremotos de origen volcánico en Marte?
Vulcanismo y habitabilidad planetaria

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

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