Superficie marciana: helada, fría y seca durante
4 mil millones años.
Los minerales de arcilla, recientemente descubiertos
en terrenos de Marte provienen en la mayoría de ellos de la época más antigua llamada
Noé, y señalan una interacción de larga duración entre el agua y la roca ocurrida
hace más de 3700 millones años. Para saber cómo se formaron debe estudiarse qué
condiciones ambientales prevalecieron en ese primitivo Marte. Si las arcillas
se forman cerca de la superficie por la erosión, como es común en la Tierra, su
presencia indicaría condiciones en la superficie con valores más cálidos y
húmedos de lo que existen en el actualidad.
Sin embargo, los datos disponibles indican un
cambio substancial en la formación de arcilla en Marte por la circulación del
agua subterránea hidrotermal y una roca de la era Noé dominada por la evidencia
de aguas del subsuelo. Condiciones áridas frías con sólo agua superficial
transitoria pueden haber caracterizado la superficie de Marte por más de 4
millones de años, ya que a principios de la era Noé, la duración de la fase acuosa fue más prolongada y pudo haber habido en el subsuelo entornos potencialmente habitables.
Tal vez el ambiente cálido y húmedo que han
propuesto los científicos sobre un primitivo Marte hoy no se encuentra en la
superficie, sino enterrado en la corteza. Esa es una de las conclusiones
de una nueva revisión de que nos muestran los minerales de arcilla de Marte y
los ambientes en los que probablemente se formaron.
Los últimos quince años de la espectroscopia
infrarroja orbital y en la exploración in situ han dado lugar a una nueva
comprensión de la composición y de la historia de Marte. A nivel mundial, Marte
tiene una corteza superior basáltica con cantidades regionalmente variables de plagioclasa (solución solida conocida como fedelspato
paglioclasa), piroxeno
(inosilicato mineral que se encuentra en
rocas ígneas) y olivino
(también conocido cono berilo y es un mineral
muy común en la tierra) asociados con distintos terrenos.
Enriquecimiento en olivino (> 20%) se encuentran
alrededor de las cuencas más grandes y en las lavas hacia finales del período Hesperian (sistema geológico caracterizado por una amplia actividad volcánica. Durante
este período Marte cambió de un mundo más húmedo y quizás más cálido a la era
Noe caracterizada por un planeta seco, frío y polvoriento como se ve en la
actualidad) y a principio de la era Noé. Volcánicos alcalinos
también están localmente presentes, señalando las diferencias regionales en los
procesos ígneos. Muchos de los materiales del antiguo Marte llevan las huellas
mineralógicas de interacción con el agua. Los minerales de arcilla, que se
encuentran expuestos en la corteza, conservan numerosas pruebas de intemperismo
temprano, hidrotermal, y ambientes acuosos diagenéticos. Sedimentos de las eras
Noé y Hesperian incluyen depósitos con arcillas, carbonatos, sulfatos y
cloruros que están más localizados en toda su extensión. A finales del período Hesperian
el registro de agua es más escasa, a pesar de sulfatos y sílice en algunos
lugares que indican la disponibilidad local de las aguas subterráneas y
superficiales, incluso en la más reciente época geológica.
SOBRE TODO EN FRÍO Y SECO ARRIBA, pero más cálido
abajo?
Los afloramientos y las exposiciones de minerales de arcilla revelan que se
producen en casi todo Marte, pero su carácter es diferente. Arcillas
corticales se forman bajo tierra, mientras que las arcillas sedimentarias
fueron hechas en la superficie, que ha sido cálido y húmedo sólo en raras
ocasiones.
Los científicos han registrado unos 350 lugares de Marte con una detallada mineralogía dónde aparecen los minerales de arcilla. La mayoría de ellos proceden de la época antigua que se conoce en la historia de Marte como Noé, desde hace unos 4 mil millones de años y va hasta unos 3700 millones años. Más importante aún, la naturaleza química de las arcillas sugiere que se formaron cuando el agua subterránea caliente entró en contacto con rocas de la corteza bajo la superficie durante largos períodos.
La revisión, por un equipo de científicos con el autor principal Bethany
Ehlmann (Caltech / Jet Propulsion Laboratory), fue publicada en la revista la
Naturaleza del 03 de noviembre 2011.
El equipo escribe: "La evidencia del registro
de las rocas de Marte indica que la mayoría de los minerales de la arcilla - en
concreto, los que comprenden Fe, Mg unidades de mineral de arcilla de
profundidad en la corteza – fueron formados en el subsuelo en sistemas cerrados
a temperaturas que van desde temperatura ambiente hasta hidrotermal de baja ley
( menos de 400 ° C). "
El calor, señalan, podría haber venido de
cualquiera de varias fuentes: el vulcanismo, el calor residual después de
grandes impactos de meteoritos, y un flujo de calor geotérmico más fuerte que el
de hoy.
No todas las arcillas probablemente se hayan formado
bajo tierra, entre los numerosos depósitos de arcilla relevadas en Marte
son relativamente raras las que son ricas en sulfatos y cloruros. Estas
parecen haber sido producidas por la erosión en la superficie marciana, que
lavó los minerales en los huecos, bolsillos y cráteres. Además, algunos lugares
con arcillas ricas en aluminio en la parte superior de las capas, sugieren que en
las fuentes localizadas de agua cerca de la superficie de lixiviados (En general
se denomina lixiviado al líquido resultante de un proceso de percolación de un
fluido a través de un sólido. El lixiviado generalmente arrastra gran cantidad
de los compuestos presentes en el sólido que atraviesa.) existen elementos de basaltos ricos en hierro y magnesio.
La nueva visión de la formación arcillosa del
subsuelo podría aliviar un problema cada vez mayor, a saber, que se ha puesto
difícil de sostener para los científicos que abogan por un Marte que era cálido
y húmedo en la superficie por períodos más breves. La razón es que la
mayor parte de la corteza marciana no se lixivia químicamente, y la evidencia
de una atmósfera primitiva de espesor que haya permitido un clima cálido ha
sido muy difícil de encontrar.
Como describe el equipo, "frío, condiciones áridas
con sólo agua superficial transitoria puede haber caracterizado la superficie
de Marte durante más de 4 millones de años, desde la época temprana de Noé, y
la de más larga duración acuosa, ambientes potencialmente habitables pueden
haber habido en el subsuelo. "
Historia
eruptiva del volcán Elysium Mons
Elysium Mons es el segundo volcán más grande, después de Tharsis, del
planeta Marte localizado en la Elysium Planitia, en las coordenadas 25°N,
213°O, en el hemisferio oriental marciano. Se eleva sobre 12,5 km por encima de
las llanuras de lava circundantes. Su diámetro es de unos 240 km, con una
cumbre constituida por una caldera de unos 14 km de diámetro. Elysium Mons fue
descubierto en 1972 gracias a imágenes obtenidas por la nave orbital Mariner 9.
Sigue activo? Las erupciones volcánicas han
tenido una historia variada en el Elíseo, como se ve en esta gráfica con las
edades señaladas en millones de años. Tenga en cuenta la gran protuberancia de
la actividad hace unos 2,2 millones de años, y a continuación marca una
constante disminución de la actividad hasta nuestros días.
Los investigadores encuentran que Elysium muestra
algunas áreas que datan de unos 3,9 millones de años, lo que proporciona una de
las fecha más antigua de actividad volcánica
en la región. Expresan los científicos "esta
edad se deriva de cráteres enterrados que subyacen a una unidad de flujo
superficial", la actividad volcánica podría haber ocurrido
antes de esa fecha, pero no hay rastros en la superficies que hayan permanecido
en el tiempo.
Los flujos y los recuentos de los cráteres muestran que Elysium sufrió un pico principal de la actividad volcánica que se centró hace unos 2,2 millones de años. A partir de entonces, el vulcanismo se redujo drásticamente, pero se prolongó hasta un pasado reciente, ha habido sólo 12 coladas de lava en los últimos 500 millones de años. Los científicos estiman que los flujos de lava más jóvenes de Elysium son de unos 60 millones de años, "extrapolando el registro eruptivo, parece probable que esta región de Marte sea todavía activamente volcánica al día de hoy."
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| Elysium Mons |
¿Sabía que grandes
impactos interrumpen el flujo de calor en el manto marciano?
Marte, muestra al menos unas 20 cuencas de impacto
con diámetros comprendidos entre 1.000 kilómetros (600 millas) y 3380 kilómetros,
y cinco de ellos son de 2500 kilómetros de ancho o más. Sobre la base de
los recuentos de los cráteres, la mayor parte de las cuencas parecen haber
ocurrido entre en una estrecha porción de tiempo, hace 4,2 – 4,1 millones de
años. La coincidencia temporal del final de la secuencia de los impactos y
la desaparición del campo magnético global ha conducido a investigaciones sobre
la temprana disminución de la temperatura del núcleo dinámico. ¿Existe una
real conexión entre ambos hechos?
La tasa de enfriamiento del núcleo (y por tanto la
actividad del dínamo) está limitada por la de la capa supra yacente. Por lo
tanto, el estado térmico pre-existente del manto controla el grado en el que
una secuencia de impactos puede afectar a la actividad dínamo.
Posiblemente, argumentan James Roberts (Universidad
Johns Hopkins Laboratorio de Física Aplicada) y Jafar Arkani-Hamed (Universidad
de Toronto), en un artículo recientemente aparecido en Icarus,
da cuenta que su
trabajo consistió en la modelización por ordenador de los efectos térmicos en el manto marciano causada por grandes impactos.
Ellos escriben: "Encontramos que los impactos
que formaron las cinco cuencas más grandes dominan los efectos de impacto
impulsada en la dinámica del manto. Un único impacto del tamaño que estamos hablando puede
alterar el campo de flujo de todo el manto. Tal impacto promueve la
formación de un afloramiento debajo del sitio de impacto, resultando en el tiempo un solo penacho. "Una pluma del manto es un afloramiento
de roca caliente, boyante que transporta el material y el calor del manto
profundo hacia la superficie.
"El intervalo entre los
impactos más grandes (unos 25 millones de años) es más corto que el tiempo de
recuperación inicial de un solo impacto (aproximadamente 100 millones de
años)", explican. "Por lo tanto, el cambio en el patrón
de convección debido a cada impacto establece un cambio a largo plazo en el
flujo de calor global".
A
principios del trabajo sugiere que el impacto de calentamiento produce una
región caliente, o 'manta térmica' en el interior, la prevención de las capas
más profundas de enfriamiento y por lo tanto se cale la actividad dínamo en el
núcleo que genera el campo magnético.
Cráteres de pedestal sugieren depósitos de hielo tropicales
Cráteres de pedestal sugieren depósitos de hielo tropicales
Los
cráteres rodeados de escombros que sobresalen por encima de la superficie
circundante se conocen como los cráteres de pedestal . Los científicos creen que la
plataforma de estos cráteres como el material expulsado alrededor de ellos cubren
las capas que son ricas en hielo. Casi
todos los cráteres de pedestal encontrados hasta ahora han sido en latitudes
medias a altas, donde los científicos saben que existe hielo a poca
profundidad.
Ahora,
un grupo de pequeños cráteres de pedestal jóvenes ha sido identificado en las
imágenes de la cámara HiRISE del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Estos cráteres se encuentran en los
trópicos de Marte, donde los científicos han pensado que el hielo superficial ha
sido eliminado hace tiempo.
Samuel
Schon y James Head (Universidad Brown ambos) en un informe de febrero 2012 publicado en Earth
and Planetary Science Letters habla de la existencia de una población de
cráteres de pedestal con un diámetro de unas pocas decenas de metros (cientos
de metros) en la zona conocida como Daedalia Planum, a 23 ° de latitud sur.
Los
cráteres formados por impactos son un depósito rico en hielo formado en la
parte superior de la plataforma de material que fuera expulsado alrededor de un
cráter más grande (5,3 kilómetros o 3,3 millas) de ancho. Este cráter tiene sólo de 12 a 13
millones años de edad. Los
investigadores prevén que los pequeños impactos excavaron a través del material
subyacente el depósito rico en hielo. Los
escombros de los pequeños impactos conserva una parte del depósito rico en
hielo bajo sus propias mantas de material expulsado. El resultado fue un puñado de cráteres
de mini-pedestal parecido, en forma, de los observados en otros lugares en mayor
latitud, pero mucho más pequeños en tamaño.
Cuantos
cráteres de pedestal se han formado en los últimos 12 millones de años?, esto los
científicos no pueden decirlo con certeza, pero ofrecen algunas respuestas
posibles "Los cráteres de pedestal podrían haberse formado durante la
última edad de hielo de Marte, que data de hace 400.000 a 2,1 millones de años. Sin embargo, se sugiere que la
formación es más probable que se haya producido durante un período medio no mayor
de 5 millones de años, tiempo durante el cual el eje de Marte se acercó a
menudo 45 ° de inclinación. Estas
condiciones oblicuidad más extremas son consistentes con la modelización del
clima global para depósitos de hielo ecuatoriales ".
Si
la interpretación es correcta, dicen los autores, "estos pequeños cráteres de
pedestal forman una gruesa capa de hielo
y estaban presentes en los trópicos de Marte en los últimos millones de
años."
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| Cráter de Pedestal o terraplén : Cráter rodeado por un anillo de colinas de poca altura. |
Fuente
R BURNHAM
Bethany Ehlmann
James Roberts Jafar Arkani-Hamed
R BURNHAM
Bethany Ehlmann
James Roberts Jafar Arkani-Hamed
