Más allá de la búsqueda de vida -tanto pasada como presente- en el planeta rojo, lo cierto es que hay otras cuestiones sobre su historia que todavía permanecen abiertas. Una de ellas es el origen de lo que conocemos como la dicotomía marciana, o lo que es lo mismo, el porqué el hemisferio norte de Marte es una gran llanura deprimida -casi una cuenca- con apenas relieve, mientras que el hemisferio sur está completamente cubierto de cráteres, grandes relieves y se encuentra elevado de media varios kilómetros con respecto al otro hemisferio.

Pero, ¿qué ha provocado que Marte tenga dos caras tan diferentes? Aquí, tradicionalmente, ha existido una gran división entre los científicos que han estudiado este problema. Por un lado tenemos los que opinan que la dicotomía se formó como consecuencia de un gran impacto: Imaginemos un sistema solar muy poco tiempo después de su formación, donde todavía eran habituales los impactos entre cuerpos de gran tamaño. Pues bien, uno de estos habría colisionado contra Marte, provocando la expulsión de una gran cantidad de la corteza marciana que existía en el hemisferio norte y provocando como consecuencia la formación de estas tierras bajas y un adelgazamiento de la corteza. Por poner un ejemplo gráfico es como si golpeáramos una bola de arcilla húmeda con un martillo: dejaríamos un hueco donde dimos el golpe, y parte de la arcilla saldría despedida hacia afuera.

La otra teoría afirma que la formación de la dicotomía se debe a la propia dinámica interna del planeta. El manto de Marte se encontraría en un estado de convección donde los materiales menos densos y calientes se irían hacia la superficie y los más fríos y densos caerían hacia el núcleo, como en un cazo de agua hirviendo. A lo largo de millones de años, los grandes patrones de convección habrían dado forma a la corteza tal y como la conocemos hoy, creando esta gran diferencia de elevaciones y también esa variación de grosor de la corteza entre ambos hemisferios.

Pero -hasta ahora- probar cualquiera de estas dos teorías ha sido algo realmente complicado para los científicos, ya que estudiando solo las formas que vemos en la superficie no ha sido suficiente y necesitamos poder mirar un poco más en su interior. Y es que ambas versiones de la historia tienen sus fortalezas y debilidades a la hora de explicar la dicotomía y, ni aplicando los modelos geodinámicos más modernos, hemos conseguido salir de dudas.

Pero en noviembre de 2018 llegó a Marte la misión InSight, un módulo de aterrizaje que llevaba consigo -entre otros instrumentos- un sismómetro extremadamente sensible, permitiendo estudiar los terremotos marcianos -o martemotos, si me permiten una pequeña licencia- e intentar resolver algunas cuestiones, desde como es la estructura interna del planeta, a si el planeta todavía tiene actividad geológica.

Y es que los terremotos pueden aportarnos muchísima información sobre los interiores planetarios: desde comprender los procesos que los causan, hasta permitirnos esbozar como es la estructura interna de estos gracias a como varían las propiedades de las ondas sísmicas durante su propagación por las distintas capas rocosas del planeta.

Desgraciadamente, la InSight era una misión única, con un solo sismómetro. En nuestro planeta necesitamos redes de sismómetros -a partir de tres es lo mejor- para conocer el lugar exacto donde se ha producido el terremoto, ya que para poder estudiar mejor como cambian las ondas sísmicas necesitamos saber dónde han ocurrido, pero los científicos han tenido que contar con este hándicap para poder encontrar pistas que nos ayuden a resolver el misterio de la dicotomía marciana.

A pesar de todos los problemas de los que hemos hablado, una nueva investigación ha conseguido recuperar la señal de algunos de los terremotos más débiles captados por la InSight con mucha más claridad, lo que les ha ayudado a localizar con precisión su epicentro, eso sí, con una sorpresa: Han encontrado un lugar de Marte donde parecen agruparse los terremotos, en una región conocida como Terra Cimmeria.

No es el único lugar donde se han encontrado grupos o conjuntos de terremotos -si alguien se pregunta por que no los llamo enjambres es porque no es el caso, al menos que sepamos- sino que también se han encontrado en otra región de Marte, en Cerberus Fossae, de los que se ha interpretado que en algunos casos podrían ser terremotos de origen volcánico, como ya hablamos en ¿Hay terremotos de origen volcánico en Marte?.

Pero volvamos al asunto que nos trae hoy aquí… ¿Qué tiene de interés que haya terremotos en dos regiones distintas de Marte? ¿No sería lo esperable? Pues que un grupo se encuentra en una parte de la dicotomía y otro en la otra, aportando datos de como se propagan las ondas sísmicas desde ambos lados hacia la InSight.

Localizar los terremotos no ha sido solo uno de los problemas a los que se han tenido que enfrentar los científicos, sino a interpretar la atenuación de las ondas sísmicas a lo largo de su viaje por el interior de Marte. Para que me entiendan, la atenuación es el proceso por el cual las ondas sísmicas pierden energía conforme se van transfiriendo por las rocas que conforman la estructura interna de Marte.

¿Por qué se atenúan las ondas sísmicas? Pues por factores como pueden ser la temperatura o las propiedades de la materia que atraviesan: un material más caliente y menos sólido atenuará mucho más las ondas sísmicas que uno frío y rígido. El análisis exhaustivo de la propagación de las ondas ha demostrado que estas se atenúan mucho más cuando viajan desde el manto de las tierras altas del hemisferio sur que si lo hacen desde la zona deprimida del hemisferio norte.

Los científicos interpretan que esta mayor atenuación se debe a que el manto superior que hay debajo de las tierras altas tiene una mayor temperatura y a las ondas sísmicas les cuesta más viajar -y acaban siendo absorbidas antes- por estos materiales más fluidos.

Este hecho lleva a una pista muy interesante… ¿Por qué iba a ser el manto más caliente en una parte de la dicotomía que en otra? La corteza más gruesa de las tierras altas es rica en elementos radiogénicos -que producen calor durante su desintegración- y podría haber servido como una especie de manta térmica, atrapando el calor generado en el manto que hay debajo y no dejando que irradiara tan rápidamente hacia el exterior.

A su vez, esto crearía una gran diferencia de temperaturas entre los mantos del hemisferio norte y sur -entiéndase en este caso hemisferio en el sensu lato-, generando unas corrientes de convección mucho más fuertes en el sur que en el norte, como si le diésemos más gas al cazo de agua que queremos calentar.

El efecto de este calor “extra” y de las corrientes de convección a lo largo de millones de años podría haber sido el responsable de adelgazar la corteza del lado deprimido de la dicotomía y de engrosar la corteza de las tierras altas. Entonces, ¿Queda desacreditada por completo la teoría del impacto gigante? No del todo, pero lo cierto es que los datos sísmicos son un punto a favor de la formación de la dicotomía por procesos endógenos.

Si Marte hubiese sufrido un gran impacto, las propiedades del manto deberían de haber sido mucho más homogéneas y cuya consecuencia más inmediata es que existiría una menor variación en la atenuación de las ondas sísmicas que observamos desde un hemisferio del planeta y el otro.

Aun así, no podemos todavía descartar ninguno de los dos escenarios y, junto a los datos sísmicos tomados por la InSight -y ojalá que por la toma de nuevos datos en el futuro-, así como por la creación de mejores modelos geodinámicos podremos aportar algo más de luz que nos ayude a resolver definitivamente porque el planeta rojo tiene dos caras.

Referencias:

Sun, W., & Tkalčić, H. (2024). Constraints on the origin of the Martian dichotomy from Southern highlands marsquakes. Geophysical Research Letters, 52(1). doi: 10.1029/2024gl110921

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