Además de su exitoso aterrizaje en la Luna, los astronautas de Apolo 11 hizo otra «primicia» histórica en julio de 1969 cuando Buzz Aldrin envió por radio un mensaje a la Tierra: «Houston, el sismómetro pasivo ha sido desplegado manualmente». Ese experimento sísmico fue el primero que se colocó en la superficie lunar. En posteriores misiones Apolo se colocarían varios más y, en conjunto, ofrecieron lo que sigue siendo la mejor visión del inframundo de nuestro satélite hermano. Sin embargo, a pesar de este éxito inicial y de algunos intentos posteriores malogrados de Estados Unidos y la Unión Soviética, la sismología interplanetaria permaneció al margen de la exploración espacial durante el resto del siglo XX. Ahora, sin embargo, se está renovando para el nuevo milenio. En 2018, la misión InSight de la NASA llevó un sismómetro a Marte. Sus nuevos datos han transformado esta área de investigación, que ha pasado de ser una actividad marginal a un subcampo vibrante y establecido de la ciencia planetaria. Actualmente se están desarrollando nuevos sismómetros para su despliegue en todo el sistema solar, desde nuestra luna hasta los lejanos satélites helados de Júpiter y Saturno.

Según Mark Panning, sismólogo planetario del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, «esto tiene el potencial de ser el comienzo de una nueva edad de oro» en la que los científicos desvelarán las capas de lunas y planetas por igual para vislumbrar sus entrañas ocultas.

La Tierra es, en términos relativos, un planeta muy activo, con placas tectónicas que se desplazan y deslizan, volcanes en erupción y terremotos que rompen la corteza. Estos potentes acontecimientos producen ondas sísmicas que resuenan en el interior de nuestro planeta. Los sismómetros pueden seguir estas ondas sísmicas para revelar su propagación, intensidad y fuentes. Estos instrumentos registran habitualmente las ondas sísmicas que atraviesan la corteza y el manto de la Tierra e incluso rebotan en el núcleo de nuestro planeta, lo que permite obtener información sobre el subsuelo que de otro modo sería imposible de obtener.

Estos mismos tipos de observaciones pueden utilizarse para mirar dentro de otros mundos y ver cómo sus entrañas geológicas se comparan con las nuestras. Las misiones Apolo hicieron lo mismo con la Luna, descubriendo que estaba, como la Tierra, separada en capas, con un núcleo, un manto y una corteza. «Esto demostró que la Luna está diferenciada», dice Angela Marusiak, geofísica del Servicio Geológico de Estados Unidos. «Hay un núcleo en la profundidad, por lo que sabemos que la luna tuvo, en algún momento, protección magnética». Como ventaja añadida, algunas de esas ondas sísmicas para la elaboración de mapas proceden de meteoritos que impactan contra la superficie lunar, lo que permite a los científicos aprender algo sobre prácticamente todos los mundos que orbitan alrededor del sol. «Los impactos de meteoritos fueron realmente importantes porque nos indican la tasa de craterización en la Luna», dice Marusiak. «Podemos utilizar el recuento de cráteres para envejecer diferentes cosas, no sólo en la Luna sino en otros cuerpos del sistema solar».

Un cambio sísmico

Después de Apolo, el esperado siguiente gran salto en la sismología interplanetaria simplemente se esfumó. Los módulos de aterrizaje Viking 1 y 2 de la NASA llevaban sismómetros cuando aterrizaron en Marte en 1976. Desgraciadamente, ninguno de los dos equipos de aterrizaje proporcionó resultados sólidos: El Viking 1 falló por completo, y los resultados del Viking 2 no fueron concluyentes. «El sismómetro estaba en la parte superior del módulo de aterrizaje y no estaba protegido del viento», explica Marusiak. Más tarde, en 1982, los sismómetros de los módulos de aterrizaje Venera 13 y 14 de la Unión Soviética detectaron indicios de temblores volcánicos en Venus. Sin embargo, esos módulos de aterrizaje duraron muy poco, apenas sobrevivieron unas dos horas y una hora, respectivamente, antes de sucumbir a las duras condiciones de la superficie del planeta.

La sismología desapareció del radar en las décadas siguientes, a pesar de los numerosos intentos de los científicos de incluir sismómetros en diversas misiones planetarias. «Hubo mucha mala suerte y cambios de planes», dice Panning. Los primeros signos de rejuvenecimiento llegaron en 2014, cuando el módulo de aterrizaje europeo Philae se posó sobre el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. El pequeño módulo de aterrizaje utilizó tres acelerómetros para rastrear las ondas producidas por una sonda térmica que se clavó en la superficie, descubriendo que a unos 20 centímetros por debajo de la corteza del cometa había un material suave y esponjoso «como la nieve fresca», dice Martin Knapmeyer, del Centro Aeroespacial Alemán, que dirigió el experimento. Se trata de la primera lectura sísmica extraterrestre inequívoca desde la de 1972. Apolo 17 de 1972. misión.

Pero en 2018, cuando el módulo de aterrizaje InSight de la NASA se lanzó a Marte, todo cambió. Tras su aterrizaje a finales de ese año, un brazo robótico desplegó un sismómetro extremadamente sensible que, en un guiño a los fracasos de Viking 1 y 2, incluía un escudo para protegerse del viento marciano. El experimento fue un éxito rotundo. Hasta la fecha, InSight ha detectado más de 1.300 sismos marcianos, incluido un monstruoso terremoto de magnitud 5,0 a principios de este año que los científicos de la misión todavía están analizando. Y aunque el módulo de aterrizaje se está quedando sin energía porque sus paneles solares cubiertos de polvo luchan por recoger suficiente luz solar, su legado está asegurado. «A los sismólogos les ha costado mucho conseguir que su ciencia se venda», dice Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA en Washington, D.C. «El éxito de InSight ha cambiado realmente eso».

Mundos oscuros

Ya se está trabajando en el próximo sismómetro que se enviará al espacio. Se trata de un instrumento dirigido por Panning llamado Farside Seismic Suite (FSS) que viajará en un módulo de aterrizaje comercial contratado por la NASA a la cara oculta de la Luna en 2025, según reveló la NASA la semana pasada. «Obtendremos datos sísmicos de la cara oculta de la Luna por primera vez en la historia», afirma Panning. Esta mitad lejana de la Luna está relativamente poco contaminada, en comparación con la cara cercana. Por razones desconocidas, tiene muchas menos manchas oscuras pintadas por antiguos derrames de lava. La respuesta puede estar bajo la superficie lunar. «Todos los alunizajes del Apolo, y por tanto todos los terremotos detectados, se produjeron en la cara cercana de la Luna», afirma Panning. «Es razonable preguntarse si [seismic activity of] el lado lejano tendrá el mismo aspecto que el lado cercano. Podría haber diferencias que desconocemos».

El siguiente en la lista es otro sismómetro lunar, pero no uno para nuestro propio satélite natural. La esperada misión Dragonfly de la NASA, que se lanzará en 2027, viajará a Titán, la luna de Saturno, el único otro cuerpo conocido del sistema solar con lagos y mares en su superficie (aunque contienen una sustancia similar al petróleo criogénico en lugar de agua líquida). Dragonfly es una aeronave de rotor de propulsión nuclear que volará por los cielos de Titán y aterrizará en múltiples lugares tras su llegada en 2034, estudiando la composición de la superficie, tomando imágenes y buscando posibles signos de vida todo el tiempo. Pero también incluirá «geófonos» en sus raíles de aterrizaje que pueden detectar ondas sísmicas, así como un sismómetro específico más sensible construido por la agencia espacial japonesa que puede bajarse a la superficie con un cabrestante.

Se cree que Titán tiene capas de hielo bajo su superficie, así como un océano global de agua líquida. Si este océano enterrado está en contacto directo con las capas subyacentes de roca de silicato -algo que sólo un sismómetro puede revelar fácilmente- podría haber sido alimentado con nutrientes que podrían haber permitido el surgimiento de la vida. Si el interior de Titán tiene una disposición diferente, como otra capa de hielo bajo el océano, las perspectivas de vida podrían atenuarse. «Si hay hielo debajo del océano, habrá una barrera entre el agua y la roca», dice Andrea Bryant, de la Universidad de Chicago, que recientemente presentó un análisis de la posible sismicidad que Dragonfly podría detectar. «Eso significaría que no va a haber este intercambio de minerales». No está claro el éxito de los intentos de sismología en Titán, dadas las incertidumbres sobre la dinámica de su interior. Sabemos que esta luna es empujada y arrastrada por Saturno en su órbita, pero que esto produzca ondas sísmicas detectables que puedan cartografiar su funcionamiento interno es una incógnita. «Este es uno de los principales retos de la misión», afirma Ralph Lorenz, arquitecto jefe de Dragonfly en el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins. «Sería estupendo decir que está garantizado, pero dependerá de la presencia de fuentes sísmicas y del ruido de fondo».

También se ha destinado un sismómetro a Encélado, otra de las lunas heladas de Saturno que también es un lugar prometedor y potencialmente habitable. En abril, el último Planetary Science Decadal Survey ordenó a la NASA que desarrollara un orbitador y un módulo de aterrizaje para visitar este mundo a finales de este siglo. Esta misión «Orbilander» podría incluir un sismómetro para buscar bajo la capa de hielo de la luna el presunto océano que podría albergar vida. «Sabemos que el material sale del océano subterráneo y es expulsado al espacio», dice Shannon MacKenzie, del APL, que dirigió la propuesta de Orbilander. «¿Cuál es el mecanismo impulsor? ¿Cuál es la estructura de las plumas de Encélado y cómo se mantienen? Son preguntas sobre las que la sismología puede arrojar algo de luz». Este tipo de investigaciones pueden aplicarse también a la luna helada de Júpiter, Europa, otro lugar que los científicos esperan investigar algún día con un módulo de aterrizaje con sismómetro.

La exploración del Sistema Solar

Más cerca de casa, Venus sigue siendo otro objetivo atractivo. Un sismómetro enviado allí no sólo revelaría la estructura interna de un tercer planeta después de la Tierra y Marte, sino que también dilucidaría si Venus sigue siendo volcánicamente activo. Esta es una cuestión clave que determina gran parte de la evolución pasada y futura del planeta: la ausencia de vulcanismo actual, por ejemplo, podría apuntar a un extraño ciclo geológico de violencia que se desarrolla a lo largo de gran parte de la historia de Venus. «La gente ha propuesto que, de forma episódica, cada varios cientos de millones de años, se podría producir un resurgimiento masivo [event] donde sale mucho magma», dice Colin Wilson, científico planetario de la Universidad de Oxford. «Hay un enorme abanico de posibilidades sobre la forma en que la corteza del planeta puede estar moviéndose y cambiando. La sismicidad sería una forma de decir [more about] eso».

Los próximos orbitadores de EE.UU. y Europa van a revitalizar el estudio de Venus, y muchos científicos planetarios consideran inevitable un futuro módulo de aterrizaje allí. Sin embargo, con temperaturas de cientos de grados centígrados y presiones atmosféricas aplastantes en la implacable superficie del planeta, el diseño de una máquina que pueda sobrevivir el tiempo suficiente para llevar a cabo una sismología significativa plantea importantes retos. Otra posibilidad podría ser estudiar los venusquakes desde el cielo. En los experimentos realizados en 2019, Siddharth Krishnamoorthy, del JPL, y sus colegas demostraron la sismología en globo en la Tierra, elevando barómetros en cuatro globos de gran altura sobre la extensión abierta del este de California. Increíblemente, uno de los globos captó un terremoto de magnitud 4,2 al detectar las ondas de presión resultantes mientras viajaban por la atmósfera. Se trata de la primera detección de un terremoto mediante un instrumento transportado por un globo y la prueba de que la técnica puede utilizarse en las nubes de Venus, que son un oasis paradisíaco comparado con la superficie infernal del planeta. «La principal ventaja es que podemos hacerlo ahora», afirma Krishnamoorthy. «No necesitamos una electrónica de alta temperatura que quizás esté a décadas de distancia».

Otras localizaciones también resultan atractivas. Algunos científicos sueñan con sondas sísmicas para Mercurio, que parece tener un núcleo de gran tamaño, posiblemente producido por uno o más impactos gigantes en el sistema solar primitivo. El planeta enano Ceres, situado en el cinturón de asteroides, también es interesante, en parte por los indicios de que también alberga un océano líquido bajo su superficie. Los investigadores están estudiando la posibilidad de organizar una misión de retorno de muestras al planeta enano, basándose en una recomendación del Planetary Science Decadal Survey publicada en abril. «Sería crucial realizar un estudio de la actividad tectónica de la región de la que se toma la muestra», afirma Simon Stähler, sismólogo del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich, coautor de un reciente artículo de preimpresión que revisa la sismología en el sistema solar. «Se quiere saber si esa región está geológicamente muerta y las muestras tienen miles de millones de años o si hay criovolcanismo que hace que las muestras sean muy jóvenes. Espero que al menos un simple sismómetro pueda estar en esta misión».

Gracias al éxito de InSight, la sismología se ha visto impulsada de nuevo al primer plano. Su inigualable capacidad para desvelar los secretos que esconden los mundos extraterrestres, incluso jugando un papel sorprendente en la búsqueda de vida, podría convertirla en un compañero casi obligatorio para cualquier futura misión de aterrizaje. «Parece que la sismología se rige por el mismo conjunto de reglas en la Tierra, la Luna y Marte», afirma Krishnamoorthy. «Eso en sí mismo es decir algo bastante profundo». La sismología, a menudo olvidada, ha llegado a su hora. ¿Qué descubriremos en las profundidades? «Hay un gran impulso aquí», dice Stähler. «Esto está ocurriendo. Y eso es impresionante».

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