Llevamos décadas explorando la superficie de Marte, tanto desde la órbita como gracias a las misiones que se han posado en su superficie. Aun así, la historia del planeta rojo está siendo bastante difícil de escribir, con pasajes de los que todavía desconocemos muchos detalles, y de los que es posible que no terminemos de comprender bien del todo hasta que podamos estudiar de una manera más detallada la superficie del planeta, no solo con misiones que abarcan un área relativamente pequeña.

Pero si hay una parte de la geología marciana que está siendo la más esquiva es la de su interior. Hasta la llegada de la misión InSight no habíamos conseguido estudiar la sismicidad del planeta y con ello ayudarnos a conocer que se cuece en sus adentros -permítanme esta expresión literaria- a través de la propagación de las ondas sísmicas, que son capaces de darnos pistas sobre el estado de las distintas capas que conforman el planeta. Y es que, al menos hasta el momento, la mejor manera que tenemos de conocer con detalle los interiores planetarios es a través de métodos indirectos como el que nos ofrece la sismología y el estudio de los terremotos.

Una de las grandes preguntas que quedan abiertas es por qué, en determinado momento de la historia de Marte, desapareció su campo magnético, ayudando con esto en la pérdida atmosférica y acelerando su transición desde un mundo posiblemente más habitable al desierto frío que es hoy. Y, quizás, la única manera de dar respuesta sea conocer el estado actual de su interior e intentar modelar hacia atrás en el tiempo para ver que ocurrió en esa dínamo interna del planeta que serviría como motor del campo magnético.

Imagen artística del sismómetro SEIS que llevó la InSight a la superficie de Marte. Obsérvese la complejidad del sistema, gracias a la cual lograba una sensibilidad excepcional. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP.

Un nuevo estudio publicado en Nature por Bi et al. (2025) nos aporta una nueva visión sobre el núcleo marciano: afirma la existencia de un núcleo interno sólido de un diámetro de 613 ± 67 km, deducido a partir del estudio de las distintas fases sísmicas que ha podido detectar la InSight a partir de terremotos lejanos. En 2023 ya hablamos aquí en “El núcleo de Marte” de la existencia del núcleo de Marte, pero en ese caso nos centrábamos solo en la existencia de un núcleo probablemente indiferenciado.

Pero vayamos al grano. En nuestro planeta instalamos redes sísmicas por toda la superficie, lo que nos permite detectar como las ondas sísmicas atraviesan todo el interior del planeta desde el lugar donde ocurre un terremoto a los sismómetros, algo que nos permite ir reconstruyendo, gracias a los cambios de velocidad y trayectoria que sufren las ondas, las distintas capas del interior de la Tierra.

En Marte esto es mucho más difícil, ya que la InSight contaba con un único sismómetro llamado SEIS -que aunque extremadamente sensible- con solo esos datos es mucho más difícil el poder reconstruir la estructura del planeta puesto que tiene un único “punto” de vista de la llegada de los distintos trenes de ondas producidos por los terremotos, a diferencia de las redes sísmicas terrestres, que nos permiten reconstruir tridimensionalmente la estructura interna del planeta.

De hecho, los investigadores de este estudio han tenido que ponerse ciertamente creativos. Han usado un gran número de terremotos de baja frecuencia localizados a distancias de entre 27 y 40 grados de la InSight -para quien no lo sepa, en sismología la distancia al epicentro de un terremoto puede expresarse en grados, ya que los planetas son “aproximadamente” esféricos y la distancia más corta entre dos puntos es la longitud del arco que une esos dos puntos- que han usado como fuentes con los que apilar -apilar en el sentido de “sumar”- la señal para poder amplificar las señales más débiles que de otro modo se perderían entre el ruido y donde podrían estar escondidas fases de las ondas sísmicas que nos ayuden a conocer la estructura de Marte.

Ahí quizás hay una de las claves más interesantes del estudio. Los científicos estaban buscando una serie de fases de las ondas sísmicas que en sismología se escriben como una serie de letras dependiendo de las capas que vayan atravesando en su recorrido desde el hipocentro -el punto en el interior del planeta donde se produce el terremoto- del terremoto hasta el sismómetro.

Para ellos, las más críticas eran las denominadas PPKP y PKiKP. Las PPKP son ondas P que se producen en el terremoto, viajan por el manto y atraviesan el núcleo externo, saliendo de nuevo desde el manto hasta llegar al sismómetro, y cuyas propiedades varían dependiendo por qué parte del núcleo pase.

La otra fase, la PKiKP serviría como la prueba de la existencia de un núcleo sólido. La i viene de que la onda P sufre procesos de reflexión en el límite entre el núcleo interno y externo, marcando su existencia al llegar a una zona con un fuerte contraste en las propiedades físicas entre ambas capas. Esta fase de las ondas sísmicas no solo ha servido para demostrar que existe en la Tierra, sino también en nuestra Luna.

Comparación entre las estructuras internas de Marte y de la Tierra, así como la trayectoria de las distintas ondas sísmicas. Imagen cortesía de Bi et al. En rojo, las PKiKP. (2025).

Con los tiempos de viaje de estas fases, además, pudieron reconstruir la estructura del núcleo, resultando en que Marte tendría uno de unos 613 kilómetros, proporcionalmente similar al de nuestro planeta -con relación al tamaño- ya que aquí la proporción es de aproximadamente un tercio del tamaño total del núcleo, muy parecido al del planeta Rojo.

Además, el cambio de velocidad en las ondas sísmicas ha permitido conocer también mejor cual podría ser la composición del núcleo sólido, en el que resulta que habría una importante proporción de elementos ligeros mezclados con el hierro. Los candidatos más probables -dado que conocemos bastante bien como pudieron ser la abundancia de los elementos en esos primeros momentos de formación planetaria- son el azufre, el oxígeno, el carbono y el hidrógeno, aunque este último parece bastante improbable en grandes cantidades puesto que bajaría mucho el punto de fusión del núcleo y dificultaría su formación.

Los modelos que han realizado apuntan a que el núcleo interno estaría especialmente enriquecido en oxígeno, y que se está cristalizando a partir de un núcleo externo con un 12-16% de azufre, menos de un 4% de carbono y entre un 7% y un 9% de oxígeno.

Mapa del campo magnético de Marte obtenido a partir de datos de la Mars Global Surveyor. Se observa una magnetización especialmente fuerte en las tierras altas del hemisferio sur, algo que sería compatible con el hecho de que son rocas más antiguas y que podrían haberse formado bajo un fuerte campo magnético. Imagen cortesía de NASA/JPL.

Quizás la consecuencia más importante de este estudio es su relación con el campo magnético… o más bien con su ausencia. Hay zonas de la corteza marciana que están fuertemente magnetizadas, como un fósil que nos indica que Marte tuvo en algún momento un fuerte campo magnético, como hoy el de nuestro planeta.

Este campo magnético, generado por un núcleo de metal líquido agitándose vigorosamente, podría haber protegido la atmósfera de Marte de ser “robada” por el viento solar pero, por razones que no comprendemos todavía, este campo magnético se apagó hace miles de millones de años.

Tal y como lo pensamos hoy día, la formación de un núcleo interno sólido es una de las causas principales para la formación de los campos magnéticos. Mientras el núcleo interno cristaliza y crece, libera calor y los elementos más ligeros que no “caben” en la estructura cristalina del núcleo. Este proceso hace que el líquido que queda en el núcleo externo sea más caliente y menos denso, produciendo la vigorosa convección necesaria para mantener el campo magnético en funcionamiento.

Y este descubrimiento apunta a que el proceso de cristalización o está activo o lo estuvo en algún momento de la historia de Marte pero, entonces, ¿por qué se apagó el campo magnético? Del estudio se desprende que el núcleo pudo enfriarse rápidamente en los primeros momentos de la historia del planeta, dando energía a una potente dínamo interna que alimentaba el campo magnético.

Sin embargo, ahora el planeta se enfría más lentamente y no produce una convección térmica significativa. De algún modo, la cristalización podría seguir ocurriendo y este motor de la dínamo interna del planeta estar ahí, pero funciona tan lento que no puede crear un campo magnético global.

Los datos de la InSight han demostrado ser una verdadera caja de sorpresas que pone de relieve la importancia de usar instrumentación sísmica que nos permita conocer mejor los interiores planetarios para tener una mejor idea de por qué, aunque seamos parecidos, somos en el fondo planetas tan diferentes.

Referencias:

Bi, H., Sun, D., Sun, N., Mao, Z., Dai, M., & Hemingway, D. (2025). Seismic detection of a 600-km solid inner core in Mars. Nature, 645(8079), 67-72. doi: 10.1038/s41586-025-09361-9

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

El artículo Marte sí tendría un núcleo interno sólido se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.