Resumen:
Los científicos han descubierto que puede haber una enorme diferencia de temperatura dentro de Marte que no se había reconocido antes: la temperatura en las profundidades del subsuelo en el hemisferio sur puede ser de 200 a 400 grados Celsius más alta que en el hemisferio norte, y parte del manto en el hemisferio sur puede estar en un estado parcialmente fundido. Este descubrimiento no sólo proporciona nuevas pistas para explicar las enormes diferencias geológicas de larga data entre los hemisferios norte y sur en la superficie de Marte, sino que también puede ayudar a los científicos a recomprender el campo magnético temprano, el ciclo del agua y la historia de la evolución geológica de Marte.
La investigación fue dirigida por el ex alumno de Caltech Alexander Byrne. Byrne, quien desarrolló un método para utilizar pequeños cambios en la gravedad de un planeta para inferir su estructura interna cuando era estudiante de doctorado en Caltech, pasó a realizar una beca postdoctoral en la Universidad de Arizona. Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista "Nature" el 26 de agosto de 2026.
Una de las características más llamativas de Marte son las diferencias extremadamente obvias entre los hemisferios norte y sur. El hemisferio sur está dominado por mesetas, montañas y densos cráteres de impacto antiguos, y la elevación general de la superficie es mayor; El hemisferio norte se compone principalmente de llanuras bajas, planas y relativamente jóvenes. Los científicos conocen desde hace mucho tiempo este fenómeno, conocido como "dicotomía de la corteza cerebral", pero nunca se ha explicado satisfactoriamente cómo se forma exactamente esta enorme diferencia.
Las últimas investigaciones muestran que esta diferencia norte-sur puede no detenerse en la superficie de Marte, sino que se extiende hasta las profundidades de Marte. Mediante el análisis de los cambios gravitacionales en el interior de Marte, los investigadores descubrieron que la estructura interna del subsuelo en el hemisferio sur también es significativamente diferente en propiedades térmicas de la del hemisferio norte, y su temperatura puede ser entre 200 y 400 grados centígrados más alta.
Para obtener este resultado, los investigadores no se basaron en las observaciones sísmicas tradicionales de Marte, sino que utilizaron un método llamado "tomografía de mareas". La idea básica es similar a una tomografía computarizada médica, pero el objeto de exploración no es el cuerpo humano, sino todo Marte.
La gravedad del sol seguirá actuando en Marte. Debido a que la órbita de Marte es ligeramente elíptica y su eje de rotación está inclinado, el efecto de marea que ejerce el sol en Marte cambia con el tiempo. Aunque Marte no tiene agua líquida que pueda ondularse significativamente como los océanos de la Tierra, todo el planeta seguirá estando sujeto a estiramientos y deformaciones extremadamente leves.
La temperatura y el estado de la materia dentro de Marte afectarán esta deformación. Las rocas duras y frías son menos susceptibles a la deformación, mientras que las rocas calientes, blandas o incluso parcialmente fundidas son más susceptibles a los cambios provocados por las fuerzas de marea. Por lo tanto, mientras podamos medir con precisión la diminuta respuesta de Marte bajo la acción de las mareas, podremos a su vez inferir el estado y la temperatura de sus materiales subterráneos.
El problema es que esta deformación es demasiado pequeña para observarla directamente. Pero cuando Marte se deforma, su campo gravitacional también producirá cambios extremadamente débiles, y un detector que orbita alrededor de Marte puede registrar indirectamente esta diferencia gravitacional a través de cambios sutiles en su propia velocidad.
Por lo tanto, el equipo de investigación recuperó datos de seguimiento de radio acumulados por múltiples orbitadores de Marte durante décadas, incluido el Mars Global Surveyor lanzado en 1996, el Mars Odyssey lanzado en 2001 y el Mars Reconnaissance Orbiter lanzado en 2005. Al analizar las pequeñas perturbaciones gravitacionales en la velocidad de estas sondas durante su operación a largo plazo, los investigadores reconstruyeron los cambios en el campo gravitacional de Marte a lo largo del tiempo.
Después de realizar un análisis de "tomografía de mareas" sobre estos datos, los investigadores finalmente obtuvieron un modelo de la estructura tridimensional del interior de Marte y descubrieron que existen importantes asimetrías térmicas en el subsuelo de los hemisferios norte y sur.
El descubrimiento también puede explicar otros dos misterios de Marte de larga data.
El primer misterio está relacionado con el campo magnético de Marte. El Marte actual ya no tiene un campo magnético global fuerte como el de la Tierra, pero en la antigua corteza del hemisferio sur de Marte se conservan rastros de magnetización local muy fuertes. Se cree que estas anomalías magnéticas son reliquias de la existencia temprana de un campo magnético global en Marte, y también significan que Marte alguna vez tuvo un mecanismo generador capaz de generar un campo magnético global.
El hemisferio sur de Marte tiene abundante corteza magnetizada, mientras que su hemisferio norte está notoriamente desprovisto de estructuras similares, una diferencia que ha sido desconcertante durante mucho tiempo. Si el manto del hemisferio sur de Marte tiene una historia térmica completamente diferente, podría ayudar a explicar por qué el antiguo registro magnético de Marte muestra una distribución tan asimétrica entre los lados norte y sur.
El segundo misterio proviene de la misión InSight de la NASA. El sismómetro que porta InSight ha observado continuamente el interior de Marte. Los investigadores han descubierto que cuando las ondas sísmicas se propagan en la región sur de Marte, la tasa de pérdida de energía es significativamente mayor que en la región norte.
Las rocas de alta temperatura son generalmente más blandas que las de baja temperatura y tienen más probabilidades de absorber la energía de las ondas sísmicas. Si efectivamente existe un manto subterráneo de alta temperatura o incluso parcialmente fundido en el hemisferio sur, entonces este entorno puede explicar la atenuación anormal de las ondas sísmicas observadas previamente por InSight.
Esto significa que varios misterios de Marte que antes aparentemente no estaban relacionados (las diferencias geológicas entre los hemisferios norte y sur, la magnetización anómala del hemisferio sur y la atenuación más rápida de las ondas sísmicas en el sur) ahora pueden apuntar al mismo factor oculto: un interior más caliente y suave debajo del hemisferio sur de Marte.
Los investigadores también creen que este resultado puede estar relacionado con el entorno acuático del pasado de Marte. Las enormes diferencias topográficas entre los hemisferios norte y sur de Marte no sólo determinan el paisaje superficial actual, sino que también pueden influir en la formación de antiguas cuencas y en cómo el agua fluye y se acumula en la superficie marciana. Comprender esta diferencia norte-sur ayudará a los científicos a rastrear de dónde vino el agua de Marte en el pasado, dónde fluyó y qué áreas pueden haber tenido agua líquida durante mucho tiempo.
Esto también es significativo para descubrir si Marte tuvo un entorno adecuado para la vida en el pasado. Es posible que Marte haya tenido una atmósfera más espesa, un clima más cálido y una gran cantidad de agua superficial en sus primeros días, y estas condiciones están estrechamente relacionadas con las actividades geológicas dentro de Marte. Si se puede determinar el momento y la causa de la formación de estructuras térmicas subterráneas en los hemisferios norte y sur, será posible reconstruir aún más el proceso de evolución gradual de Marte desde un planeta joven más activo y potencialmente habitable hasta el mundo frío y seco que es hoy.
Sin embargo, los investigadores aún no pueden responder a la pregunta más crítica: ¿Qué hace que el interior del hemisferio sur de Marte sea tan caliente?
Hay al menos varias explicaciones posibles. Una posibilidad es que se haya producido un impacto masivo en los primeros días de Marte. Un objeto gigante que impactara contra Marte podría haber alterado su estructura térmica interna y creado una enorme cuenca de tierras bajas en el hemisferio norte, causando las diferencias que se ven hoy entre los hemisferios norte y sur.
Otra posibilidad es que alguna vez haya ocurrido convección interna asimétrica en el manto marciano. El material caliente dentro del planeta ascenderá y el material enfriado se hundirá. Este proceso de convección no siempre mantiene una simetría perfecta. Si el manto del hemisferio sur de Marte mantiene una estructura de convección especial durante mucho tiempo, puede provocar que se siga acumulando más calor allí.
La tercera posibilidad está relacionada con la composición de los materiales subterráneos. Si existen estructuras geológicas ricas en elementos radiactivos en las profundidades del hemisferio sur, estos elementos continuarían liberando calor durante su desintegración a largo plazo y podrían mantener las regiones subterráneas inusualmente calientes. Al mismo tiempo, si hay estructuras geológicas gruesas encima que impiden la liberación de calor, el calor puede quedar atrapado bajo tierra durante mucho tiempo.
Aún no se ha recibido ninguna explicación y pruebas concluyentes. Los investigadores dijeron que el siguiente paso es combinar más datos sísmicos, de gravedad y geológicos de la superficie marciana para determinar mejor en qué etapa de la historia de Marte se formó esta anomalía térmica y si apareció al mismo tiempo que la dicotomía topográfica norte-sur.
Este estudio también demuestra el valor de la acumulación a largo plazo de datos de detección. El Mars Global Surveyor se lanzó ya en 1996 y finalizó su misión en 2006, pero los datos que recopiló ese año todavía pueden usarse para resolver preguntas de vanguardia sobre la estructura interna de Marte. Al volver a analizar observaciones de hace décadas, los investigadores han obtenido nuevos resultados científicos que tal vez no se hubieran previsto durante la fase de diseño de la misión.
Si se puede confirmar en el futuro que hay áreas subterráneas de gran escala de alta temperatura o incluso parcialmente fundidas en el hemisferio sur de Marte, significará que el interior de Marte es mucho más desigual de lo que se pensaba anteriormente. Para este planeta aparentemente "muerto", aún pueden existir enormes diferencias termodinámicas escondidas en sus profundidades, y este misterio de temperatura de 200 a 400 grados Celsius puede ser una clave importante para comprender la formación, la evolución y el antiguo entorno habitable de Marte.
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