Descubren una enorme anomalía térmica bajo el hemisferio sur de Marte
El planeta rojo no solo presenta una marcada asimetría en su superficie. Un estudio revela que su manto también está dividido: las rocas profundas del hemisferio sur son menos rígidas y probablemente entre 200 ºC y 400 °C más calientes que las del norte. El hallazgo podría ayudar a explicar la historia geológica, magnética e hidrológica del planeta.
Por Enrique Coperías, periodista científico
El casquete helado del polo sur de Marte, visto desde el espacio. Bajo las tierras altas del hemisferio austral, los investigadores han inferido una enorme anomalía térmica: su manto podría estar entre 200 ºC y 400 °C más caliente que el del norte. Cortesía: NASA/JPL/Malin Space Science Systems
Marte no solo es un planeta partido en dos por su paisaje. Bajo su superficie también existiría una profunda frontera térmica: el manto situado bajo las tierras altas del hemisferio sur estaría entre 200 ºC y 400 ºC más caliente que el del norte. La anomalía, detectada mediante pequeñas variaciones en el campo gravitatorio marciano, podría conservar la huella de los procesos que moldearon el planeta hace miles de millones de años y ayudar a explicar algunos de sus grandes enigmas geológicos.
El estudio, publicado en la revista Nature, no describe una simple bolsa caliente escondida bajo el polo sur ni demuestra que exista allí un océano de magma. Lo que los investigadores han identificado es una asimetría de dimensiones hemisféricas: las rocas profundas del sur parecen comportarse como un material más caliente y menos rígido que las del norte.
Los modelos indican que algunas zonas podrían contener material parcialmente fundido, aunque el estudio no necesita recurrir a la presencia de magma para explicar las observaciones.
Qué se ha descubierto bajo el hemisferio sur de Marte
La superficie del cuarto planeta en distancia al Sol ya ofrecía el retrato de un mundo desequilibrado. Las tierras del norte forman grandes llanuras bajas, relativamente lisas y jóvenes. En el sur dominan, en cambio, altiplanos accidentados, montañas, cuencas de impacto y terrenos densamente cubiertos de cráteres. La corteza meridional puede ser, de media, unos 25 kilómetros más gruesa que la septentrional.
Esta diferencia, conocida como dicotomía cortical marciana, constituye uno de los problemas más antiguos y discutidos de la ciencia planetaria. Nadie sabe con certeza si apareció tras el impacto de un objeto gigantesco, debido a un movimiento desigual del manto o como resultado de una combinación de ambos fenómenos. Ahora, la investigación revela que esa división visible desde el espacio continúa a gran profundidad.
🗣️ «Los científicos suelen asumir que el interior de los cuerpos planetarios es, en general, esféricamente simétrico, pero esto no tiene por qué ser cierto —explica en un comunicado del Caltech Alexander Berne, científico planetario computacional de la Universidad de Arizona (Estados Unidos) y autor principal del trabajo. Y añade—: A medida que obtenemos más datos gravitatorios, podemos determinar las complejidades tridimensionales de la estructura interna de un planeta».
La tomografía de mareas revela las variaciones de rigidez del manto marciano entre 50 y 1.560 kilómetros de profundidad. Los gráficos muestran los contrastes en distintas direcciones y el mapa inferior los sitúa sobre la topografía: un manto más rígido bajo las llanuras del norte y menos rígido —y probablemente más caliente— bajo las tierras altas del sur. Cortesía: Berne, A., Wagner, N., Matsuyama, I. et al.
Cómo se puede medir la temperatura interior de Marte desde la Tierra
Para mirar bajo la corteza sin perforarla, Berne y sus colaboradores recurrieron a una técnica denominada tomografía de mareas. El procedimiento parte de una idea sencilla, aunque su aplicación exige mediciones de enorme precisión: Marte se deforma ligeramente bajo la atracción gravitatoria del Sol, y la forma en que responde a ese tirón depende de la estructura y la temperatura de su interior.
La órbita marciana es algo elíptica y el eje de rotación del planeta está inclinado. Por eso, la fuerza ejercida por el astro rey y la respuesta de Marte cambian siguiendo un ciclo estacional de 687 días terrestres, la duración de un año marciano.
Las deformaciones producidas son minúsculas, pero modifican ligeramente la distribución de la masa y, por tanto, el campo gravitatorio de Marte. Esas alteraciones afectan a su vez a la velocidad de las sondas espaciales que lo orbitan.
Tres sondas de la NASA utilizadas como un escáner planetario
El equipo analizó dieciséis años de datos de seguimiento por radio obtenidos por tres misiones de la NASA: la Mars Global Surveyor, la Mars Odyssey y la Mars Reconnaissance Orbiter. Las antenas de la Red del Espacio Profundo midieron desde la Tierra minúsculos cambios en la velocidad de las naves mediante el efecto Doppler, esto es, el cambio aparente en la frecuencia de una onda cuando su fuente se acerca o se aleja; en las sondas espaciales permite medir variaciones diminutas de su velocidad mediante sus señales de radio.
Con esa información, los científicos reconstruyeron cómo varía el campo gravitatorio marciano a lo largo de las estaciones.
En un planeta perfectamente simétrico, la marea solar —la pequeña deformación que provoca la gravedad del Sol sobre un planeta y su interio—debería producir una respuesta gravitatoria relativamente sencilla. Sin embargo, algunas variaciones a gran escala del campo gravitatorio de Marte se desviaban hasta un 300 % de lo esperado para un planeta con un interior perfectamente simétrico.
Antes de atribuir la señal al interior, los investigadores tuvieron que descontar otros efectos, como el intercambio estacional de dióxido de carbono entre la atmósfera y los casquetes polares. Durante el invierno marciano, grandes cantidades de dióxido de carbono atmosférico se congelan sobre uno de los polos. Cuando aumentan las temperaturas, el hielo se sublima y regresa a la atmósfera. Este desplazamiento periódico de masa modifica ligeramente el campo gravitatorio.
Después de descontar su influencia mediante modelos climáticos, la anomalía profunda continuaba presente.
Dicotomías en superficie y profundidad
Los cálculos indican que el módulo de cizallamiento —una medida de la resistencia de las rocas a deformarse— varía más de un 20 % entre distintas regiones del manto. El material más rígido se concentra bajo las llanuras septentrionales, mientras que el menos rígido se extiende bajo las tierras altas meridionales.
La frontera entre ambos dominios sigue de forma llamativa el contorno de la dicotomía que separa la superficie norte de la sur.
La rigidez de las rocas depende tanto de su composición como de su temperatura. El equipo exploró las dos posibilidades y concluyó que las diferencias químicas, por sí solas, no bastan para explicar la señal gravitatoria: producirían un desplazamiento entre el centro de masa y el centro geométrico de Marte unas cincuenta veces mayor que el observado.
Los modelos permiten que el manto del sur contenga hasta un 5% más de hierro, pero apuntan a la temperatura como causa principal. La explicación más plausible es que esa mitad profunda del planeta esté entre 200 y 400 grados más caliente.
Recreación artística del interior de Marte, con la gran anomalía térmica detectada bajo las tierras altas del hemisferio sur. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
Qué relación tiene la anomalía con los martemotos
El resultado encaja además con una observación independiente de la misión InSight de la NASA, cuyo sismómetro estudió por primera vez los terremotos de Marte, conocidos como martemotos.
Las ondas de algunos eventos sísmicos procedentes de Terra Cimmeria, una región de las tierras altas meridionales, perdían energía más rápido que las generadas cerca de Cerberus Fossae, en el norte. Las rocas calientes atenúan las ondas sísmicas con mayor eficacia, por lo que esa diferencia puede explicarse mediante un manto meridional varios cientos de grados más cálido.
La concordancia entre datos gravitatorios y sísmicos refuerza la interpretación térmica, aunque todavía no permite determinar con precisión a qué profundidad se concentra el calor. El modelo utilizado es más sensible al manto, situado aproximadamente entre los 50 y los 1.560 kilómetros de profundidad, pero no puede establecer si la anomalía ocupa todo ese intervalo o se concentra en capas determinadas.
Una posible explicación para las anomalías magnéticas de Marte
También podría aportar una explicación a las intensas anomalías magnéticas conservadas en la corteza meridional. Marte tuvo durante su juventud un campo magnético global generado por movimientos en su núcleo, pero ese escudo desapareció hace más de 4.000 millones de años.
Un manto más caliente podría haber modificado la forma en que se enfrió la corteza meridional. Las rocas pudieron permanecer inicialmente por encima de la temperatura a la que los minerales conservan el magnetismo y enfriarse después mientras el campo magnético marciano todavía estaba activo.
Otra posibilidad es que el flujo desigual de calor hacia el núcleo intensificara regionalmente el movimiento del hierro líquido y fortaleciera el antiguo generador magnético bajo el hemisferio sur. La anomalía térmica actual podría ser, por tanto, el vestigio de los procesos que alimentaron el primer escudo magnético de Marte.
Por qué el manto del sur puede estar más caliente
El origen del contraste térmico continúa abierto. Los científicos consideran varias hipótesis para explicar cómo ha sobrevivido durante miles de millones de años una diferencia térmica tan grande.
1️⃣ Una corteza que actúa como manta térmica
La corteza de las tierras altas meridionales es considerablemente más gruesa. Esa cubierta podría haber funcionado como una manta geológica, dificultando la salida del calor y reteniendo en el manto la energía producida por la desintegración de elementos radiactivos.
Los modelos térmicos indican que este aislamiento puede generar diferencias superiores a 200 °C, compatibles con las obtenidas mediante las observaciones gravitatorias.
2️⃣ Una gran corriente ascendente en el manto
Otra posibilidad es que bajo el sur exista o haya existido una corriente de convección a escala hemisférica. En este escenario, material profundo y caliente habría ascendido lentamente, elevando y engrosando la corteza meridional.
Estos movimientos internos podrían haber contribuido a crear la actual dicotomía entre los hemisferios y haber dejado una anomalía térmica que todavía no se ha disipado.
3️⃣ La huella de un impacto gigantesco
Algunos modelos proponen que un enorme asteroide chocó contra Marte durante su juventud y transformó el hemisferio norte. Sin embargo, un impacto aislado difícilmente conservaría durante miles de millones de años una diferencia de varios cientos de grados.
Los autores consideran más plausible un escenario híbrido. El choque pudo reorganizar la corteza y la composición del manto, desencadenando después procesos de convección o aislamiento térmico capaces de mantener caliente el hemisferio sur.
¿Existe magma bajo las tierras altas del sur?
La posible presencia de material fundido en las entrañas marcianas añade otro misterio. Un manto más caliente debería producir más magma bajo las tierras altas meridionales, pero las señales de actividad volcánica geológicamente reciente se concentran sobre todo en Cerberus Fossae, en el norte del planeta.
Los autores sugieren que la gruesa corteza del sur podría impedir el ascenso del magma, que quedaría atrapado formando intrusiones a media profundidad. Otra posibilidad es que falten allí las tensiones tectónicas necesarias para abrir fracturas por las que pueda escapar.
Los investigadores insisten, no obstante, en que el estudio no prueba la existencia de una capa fundida continua. El calor podría generar pequeñas bolsas aisladas de magma, una zona de fusión parcial más extensa o ninguna de las dos cosas. Futuras mediciones electromagnéticas, capaces de detectar materiales conductores en profundidad, ayudarían a distinguir entre esos escenarios.
Mapa topográfico del polo sur de Marte elaborado con datos del altímetro MOLA, a bordo de la sonda Mars Global Surveyor. La línea negra delimita los depósitos estratificados estudiados por el radar MARSIS, una reserva de hielo de agua casi puro que supera los 3,7 kilómetros de espesor en algunas zonas. Créditos: NASA / JPL / GSFC / ESA
Qué implica el hallazgo para el agua y la posible habitabilidad
Comprender esta división interna también importa para reconstruir la historia del agua marciana. Las llanuras septentrionales pudieron albergar un antiguo océano antes de que el planeta perdiera buena parte de su atmósfera.
🗣️ «La dicotomía que observamos entre el norte y el sur es importante porque proporciona información sobre los procesos que pudieron influir en la hidrología de Marte, incluida la formación de cuencas que quizá contuvieron agua», señala Amirhossein Bagheri, investigador de Caltech y coautor del artículo.
Eso no significa que la anomalía térmica demuestre que hubo vida, pero sí ayuda a reconstruir las condiciones que hicieron posible la presencia prolongada de agua líquida. La evolución del interior controla el vulcanismo, la liberación de gases, la formación de una atmósfera y la duración del campo magnético. Estamos ante factores decisivos para determinar si un planeta puede mantener ambientes habitables.
Las limitaciones del estudio
La investigación ofrece una interpretación sólida de las variaciones gravitatorias, pero deja varias cuestiones abiertas. La temperatura del manto no se ha medido directamente, sino que se ha inferido a partir de su rigidez y de modelos sobre el comportamiento de minerales como el olivino.
Los datos disponibles tampoco permiten determinar con exactitud la distribución vertical de la anomalía. Una estructura caliente localizada podría generar una respuesta parecida a otra más débil pero extendida por una franja mayor del manto.
Por último, el trabajo no identifica una única causa para el contraste térmico. El impacto gigante, la convección hemisférica, el aislamiento producido por la corteza y el calentamiento radiactivo siguen siendo hipótesis que podrían haber actuado conjuntamente.
Estas limitaciones no invalidan el resultado principal: el interior de Marte no es esféricamente uniforme y su asimetría profunda coincide de forma significativa con la división geológica de la superficie.
La próxima generación de escáneres de Marte
La tomografía de mareas ya se había empleado para investigar el interior de la Tierra y, más recientemente, el de la Luna. Su aplicación a Marte demuestra que varias sondas diseñadas para objetivos diferentes pueden funcionar conjuntamente como un gran escáner planetario.
Una futura misión dedicada a cartografiar la gravedad marciana, comparable a GRACE en la Tierra o GRAIL en la Luna, permitiría obtener una imagen tridimensional más precisa del manto en menos tiempo. También ayudaría a localizar posibles acumulaciones de magma y a comprender mejor la evolución térmica del planeta.
La misma técnica podría aplicarse a otros mundos con estructuras marcadamente asimétricas, como Mercurio y las lunas Ganímedes, Ío o Encélado. Su principal ventaja es que permite investigar interiores planetarios mediante observaciones remotas, sin necesidad de colocar instrumentos sobre la superficie.
«Comprender la estructura interna de los cuerpos planetarios nos ayuda a desentrañar los procesos que dieron forma a su formación y evolución», resume Berne. Marte parecía desde hacía décadas un planeta dividido por fuera. Ahora sabemos que esa fractura entre norte y sur alcanza también sus entrañas y que, bajo la aparente quietud de sus desiertos, una mitad del planeta conserva mucho más calor que la otra.▪️(27-agosto-2028)
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- El manto bajo las tierras altas del sur sería entre 200 y 400 °C más caliente que el situado bajo el norte.
- La rigidez de las rocas profundas presenta una variación hemisférica superior al 20 %.
- La señal se obtuvo a partir de 16 años de observaciones orbitales.
- Se utilizaron datos de las misiones Mars Global Surveyor, Mars Odyssey y Mars Reconnaissance Orbiter, todas ellas de la NASA.
- Algunas variaciones a gran escala del campo gravitatorio de Marte se desviaban hasta un 300 % de lo esperado para un planeta con un interior perfectamente simétrico.
- La anomalía podría estar relacionada con la dicotomía cortical de Marte, sus diferencias magnéticas, la propagación de los martemotos y su antigua historia hidrológica.
Información facilitada por el Caltech
Fuente: Berne, A., Wagner, N., Matsuyama, I. et al. Tidal tomography reveals a thermal anomaly beneath Mars’s crustal dichotomy. Nature (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10893-x
