Borrando, poco a poco, el campo magnético de Marte

Probablemente, la gran divergencia evolutiva que observamos entre la Tierra y Marte sea el resultado de muchos procesos superpuestos que han hecho que, incluso con su parecido, ambos cuerpos acaben por seguir caminos muy diferentes.

Una de las diferencias más llamativas es que pensamos que ambos planetas pudieron nacer con unos núcleos ricos en elementos metálicos capaces de generar esa “burbuja” magnética que nos protege y que conocemos como magnetosfera.

Pero el enfriamiento del interior de Marte, mucho más rápido que el de la Tierra debido a su menor tamaño, provocó probablemente un prematuro apagón de su campo magnético, afectando seriamente a su habitabilidad, al menos en la superficie.

Sin un campo magnético que sirva como escudo protector, Marte quedó a la merced del viento solar, un chorro continuo de partículas de alta energía emitidas por el Sol. En la Tierra una gran parte de este “viento” es desviado por el campo magnético, pero en Marte este choca directamente con la atmósfera superior.

Durante millones y millones de años, la acción del viento solar pudo ir retirando lentamente parte de los gases de la atmósfera, aquellos que mantenían una superficie más cálida y húmeda que el desierto que es hoy, donde debido a las bajas presiones, el agua no puede existir de una manera estable en la superficie. Eso sin obviar también el descenso en la actividad volcánica que habría acompañado al enfriamiento de su interior, que no sería capaz de “rellenar” la atmósfera de gases al ritmo que estos se perdían.

Además, el campo magnético también tiene un efecto protector sobre la vida que hay en la superficie al evitar que estas partículas que provienen del Sol o incluso los rayos cósmicos provoquen mutaciones indeseadas en el ADN.

Precisamente esta larga introducción viene a colación porque hoy quería comentar un artículo publicado por Mittelholz et al. (2025) relacionado con el campo magnético y la existencia de ambientes habitables en Marte -incluso después de la desaparición del campo magnético global- y de cómo podríamos detectarlos desde la órbita.

Uno de los ambientes más favorables para la aparición y desarrollo de la vida en nuestro planeta son los que conocemos como sistemas hidrotermales, esos lugares por donde circula agua caliente a través de fracturas en la roca, transformándolas y convirtiéndolas en un laboratorio químico natural, donde los intercambios de materia y las reacciones químicas pueden crear unas condiciones adecuadas para la vida, como las que por ejemplo vemos hoy asociadas a las chimeneas hidrotermales que existen en el fondo de los océanos o que pensamos que podrían existir en los océanos subterráneos de algunas lunas del sistema solar exterior.

Pero, ¿cómo podríamos detectar las huellas de estos sistemas que ya no están en funcionamiento? Es cierto que algunos sistemas hidrotermales son fáciles de observar por su señal mineralógica, pero en Marte muchas veces esta queda oscurecida por el polvo que cubre una gran parte de su superficie, obligándonos a tener que usar otro tipo de técnicas para encontrarlos.

Así que los científicos se han puesto bastante creativos y quizás usando las pistas “fosilizadas” del campo magnético y gravitatorio del planeta sean capaces de encontrarlos. Lo explico: cuando un gran impacto forma un cráter en la superficie de un planeta, la corteza tiende -con el tiempo- a relajarse poco a poco desde el punto geológico. Como si se desinflase o se suavizase, haciendo que estos grandes cráteres queden menos marcados. O para que me entiendan mejor, si el cráter al principio fuese un bol de los que se usan para tomar los cereales del desayuno acabaría transformado en un plato ligeramente hondo.

Si tras el impacto circula agua caliente por el subsuelo, el enfriamiento se acelera y ese relieve podría quedar fosilizado antes de terminar de relajarse por completo. Como resultado, tendríamos un cráter que conserva una anomalía gravitatoria, como si algo hubiese impedido que la corteza se comportase de manera normal. Esto nos indicaría que algunos cráteres marcianos podrían marcar la existencia de antiguos sistemas hidrotermales.

Esto ya es muy interesante, pero el puzle tiene una pieza más: el magnetismo. Como dijimos en la introducción, Marte ya no tiene un campo magnético global como el de la Tierra, pero su corteza sí conserva zonas muy magnetizadas que nos indican que en el pasado hubo una dínamo interna. Si las rocas interactúan con el agua mientras el campo magnético está activo, algunos minerales pueden adquirir una especie de magnetización que queda registrada durante la alteración.

Ahora bien, si esas reacciones han ocurrido cuando el campo magnético global ha desaparecido, el resultado puede ser justo el contrario: una desmagnetización de las rocas. Así que, al menos sobre el papel, aquellas regiones que hubiese sufrido procesos de hidrotermalismo en la antigüedad del planeta, deberían mostrar una relación entre anomalías gravitatorias y magnéticas.

Para poner a prueba esta idea, los autores analizaron más de cien cráteres marcianos y buscaron cuales de ellos conservaban una fuerte anomalía gravitatoria que estuviese relacionada con cráteres cuya forma hubiese sufrido menos relajación de la esperada.

Observaron que los casos más extremos no aparecen repartidos al azar por la superficie, sino que aparecen en regiones concretas, muchas de ellas asociadas con la existencia de redes de valles fluviales y la aparición de minerales relacionados con la alteración por el agua de determinadas rocas.

En vez de estudiar por separado gravedad y magnetismo, el equipo utilizó un modelo tridimensional para reconstruir cómo podría distribuirse el campo gravitatorio y la magnetización de la corteza. Lo hicieron mediante la técnica de inversión, con los que intentaron encontrar modelos internos capaces de explicar de manera simultánea ambas propiedades, algo especialmente útil cuando solo tenemos datos indirectos tomados desde la órbita. Esto les ayudó a evaluar si las anomalías gravitatorias estaban realmente asociadas a las magnéticas o si simplemente podríamos estar ante una coincidencia.

Pues bien, los resultados del estudio son sorprendentes: los cráteres estudiados muestran anomalías gravitatorias muy marcadas, coherentes con la existencia de una corteza que no llegó a relajarse del todo. Pero la respuesta magnética no sigue el patrón esperado, al menos de una manera evidente. En el caso de los grandes cráteres, es importante recordar que cuando se forman, y para compensar “el hueco”, pueden subir materiales más densos desde el manto.

De hecho, en la mayoría de los casos, falta una fuerte señal magnética donde la gravedad sugiere la existencia de actividad hidrotermal. Esto sugiere que muchas de estas regiones afectadas por grandes impactos podrían haber perdido, o al menos también suavizado, la memoria de un pretérito campo magnético.

Esto, que nos puede parecer un jarro de agua fría, es una pista muy importante. Los cráteres analizados se formaron hace más de 3750 millones de años, cuando el campo magnético -probablemente- aún existía. Si el hidrotermalismo hubiese actuado solo mientras la dínamo seguía en marcha, sería razonable esperar que esta alteración física y química de las rocas hubiese dejado una magnetización reconocible.

Pero no es lo que se ha observado, lo que hace que la interpretación sea mucho más sugerente: el agua habría seguido circulando durante tanto tiempo, tanto que muchas de esas reacciones de alteración sufridas por las rocas ocurrieron después de que Marte perdiese su campo magnético global, algo en la línea de otros estudios, como el de Alsemgeest et al. (2024).

Bajo estas condiciones, la alteración química no es capaz de provocar una reorientación de los minerales magnéticos en una dirección común porque puede que ya no la haya o sea muy débil, sino que borra o neutraliza parcialmente la señal anterior porque los minerales.

La cuenca de Eridania es uno de los ejemplos más interesantes que se presentan en este artículo. Esta región marciana lleva décadas fascinando a los científicos porque allí pudo existir un mar -o mares- interior, donde se aprecian señales mineralógicas y geológicas que indican la existencia de una antigua actividad hidrotermal.

En este estudio, este lugar aparece como una zona con la corteza muy gruesa, densidades anómalas y al mismo tiempo, una magnetización relativamente débil en una gran parte. Así que podría interpretarse como un profundo y longevo sistema alimentado no solo por el propio calor generado por los impactos, sino incluso por el calor proveniente de elementos radiogénicos, y donde el agua pudo circular por la corteza y provocar alteraciones de las rocas a gran escala.

Si esta interpretación es correcta, no estaríamos hablando únicamente de pequeños oasis, sino de ambientes subterráneos muy extensos y persistentes en el tiempo, desde luego algo que a priori podríamos pensar que son lugares favorables para que se diesen reacciones químicas prebióticas o incluso condiciones habitables. Aquí quiero abrir un inciso, ya que si queréis conocer con un poco más de detalle los procesos hidrotermales que pudieron darse en esta cuenca, tenéis un magnífico artículo de Michalski et al. (2017) en las referencias.

Hace un par de párrafos hacíamos referencia a elementos productores de calor, como pueden ser el torio y el potasio, que liberan calor durante la desintegración radiactiva. Los autores sugieren que las regiones de Marte con una corteza más gruesa podrían haber concentrado mejor estos elementos, manteniendo el calor durante periodos más largos.

Esto explicaría por qué algunas zonas del planeta como la región de Eridania habrían sido capaces de albergar fenómenos hidrotermales más extensos -en superficie- y prolongados en el tiempo, mientras que otros, como Ladon Valles, también mencionado en este estudio, pudo tener sistemas más breves o que provocasen una alteración menor de las rocas.

De hecho, de todos los posibles sistemas estudiados, el de la cuenca de Ladon es donde todavía se observa una marcada magnetización de las rocas, quizás porque el hidrotermalismo cesó antes y dejó parte de la señal magnética que las rocas habrían adquirido cuando Marte todavía tenía su dínamo activa.

Uno de los aspectos más arriesgados, a la par de bonito, de este trabajo es que transforma algo que nos puede parecer abstracto, como la señal gravitatoria o magnética, en la posibilidad de detectar antiguos sistemas hidrotermales con un interesante potencial biológico y donde el subsuelo pudo albergar sistemas de agua líquida a alta temperatura y químicamente activos incluso durante millones de años.

Por supuesto, la historia no acaba aquí: Todavía faltan datos de mayor resolución para comprobar esta interpretación, especialmente datos del campo gravitatorio para lo que se requeriría de una misión similar a la GRAIL lunar y que, al mismo tiempo, también nos serviría para poder conocer con mucho más detalle la estructura interna de Marte… ¿Qué más nos dejará conocer Marte a partir de datos indirectos?

Referencias:

Mittelholz, A., Moorkamp, M., Broquet, A., & Ojha, L. (2025). Gravity and Magnetic Field Signatures in Hydrothermally Affected Regions on Mars. Journal of Geophysical Research: Planets doi:10.1029/2024JE008832

Alsemgeest, J., Christou, E., & Brouwer, F. M. (2024). Evolution of impact-generated hydrothermal systems in basaltic targets on Earth and implications for habitats on Mars. Icarus doi: 10.1016/j.icarus.2024.116140

Michalski, J. R., Dobrea, E. Z. N., Niles, P. B., & Cuadros, J. (2017). Ancient hydrothermal seafloor deposits in Eridania basin on Mars. Nature Communications doi: 10.1038/ncomms15978

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