30/Sep/08

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¿Lluvia sobre Marte? Hace cuatro mil millones de años se formaron lagos dentro de los cráteres de impacto

Hace unos cuatro mil millones de años, había lagos sobre Marte que pueden haber sido alimentados por ríos efímeros que a su vez eran alimentados por lluvias

Estos lagos llenaron los cráteres que se formaron por el impacto de meteoritos. El agua se acumuló en partes donde los ríos atravesaban los bordes del cráter. Se formaron deltas en las bocas de los ríos, similares a los que se forman donde los ríos llegan a lagos o mares en la Tierra.

Se cree que hace 3.800-4.000 millones de años el cráter puede haber estado lleno hasta el borde con agua, formando un lago en las tierras altas marcianas. Al final, el borde del cráter no pudo soportar la presión del agua de modo que su sección oriental (a la derecha de la imagen) se derrumbó, permitiendo que el agua fluyera en dirección norte a lo largo de un valle más pequeño. El cráter está ubicado en 8,6 grados latitud norte y 312 grados longitud este.

Éstas son las conclusiones de un equipo internacional de investigadores liderado por Ernst Hauber del Centro de Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), que analizó los más recientes datos de imágenes de la superficie marciana. Descubrieron depósitos de deltas en estas imágenes, relativamente inmune a la erosión, dentro de los cráteres.

Ernst Hauber de DLR

Los científicos exploraron el área de Xanthe Terra ubicada cerca del ecuador en las tierras altas marcianas. "Durante años, los científicos han sospechado que la actual apariencia del paisaje ha sido en parte formada por ríos que cortaron la superficie", explica el Sr. Hauber. El geólogo del instituto de investigación planetaria DLR (DLR-Institut für Planetenforschung) en Berlín-Adlershof dirigió los esfuerzos de investigación y sus resultados serán publicados en la revista científica Planetary and Space Science.

"Podemos ver sedimentos en capas donde estos valles se abren a los cráteres de impacto. La forma de ciertos sedimentos es típica para deltas formados en agua detenida".

Los investigadores analizaron las imágenes de tres sondas de Marte. Fueron tomadas por la cámara alemana de alta resolución estéreo (HRSC) a bordo de la misión europea Mars Express, por la cámara en órbita de Marte (MOC) de la misión Mars Global Surveyor de la NASA, y por las cámaras de los experimentos HiRISE y CTX, a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA. El HRSC, que es operado por DLR, permite representaciones en alta resolución y 3D de grandes áreas contiguas. Los llamados modelos digitales de terreno pueden ser obtenidos de estas representaciones y puede calcularse la topografía del paisaje marciano. Los datos grabados por la cámara HiRISE a bordo del MRO hacen posible explorar pequeñas áreas, específicamente seleccionadas, en imágenes que muestran detalles sobre Marte que no tienen mucho más de un metro.

Los ríos llevan material erosionado aguas abajo. Cuando baja la velocidad de circulación, no queda suficiente energía para transportar esta carga y será depositada. Donde un río desemboca en una cuenca más grande, y donde la velocidad de circulación baja casi hasta cero, se forman depósitos sedimentarios. El tipo de depósito depende de la naturaleza de la cuenca. Si la cuenca está llena de agua -un lago o un mar- se forman deltas. Si por lo contrario la cuenca está seca, por ejemplo en el desierto, el río baja su velocidad y gradualmente se filtra; en algunos casos forman las llamadas playas en el proceso. Los depósitos en esas áreas secas son llamados abanicos aluviales. El análisis de los cuerpos sedimentarios pueden por lo tanto mostrar si había lagos sobre Marte.

Las tierras altas de Xanthe Terra en la región ecuatorial de Marte son atravesadas por valles muy profundos. Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que se formaron por la erosión del agua. Un delta particularmente hermoso puede ser encontrado aquí en un pequeño cráter con un diámetro de apenas cinco kilómetros. El río Nanedi se abre al cráter desde el sur (en la parte más baja de la imagen), donde el material sedimentario se distribuye sobre una área con forma de abanico. El cráter está casi totalmente lleno de sedimentos. Los datos topográficos obtenidos de las imágenes estéreo tomadas por la cámara HRSC muestran que la capa de material tiene al menos 50 metros de espesor y que los depósitos cubren un área aproximada de 23 kilómetros cuadrados.

Cruce de los valles Nanedi en las tierras altas Xanthe sobre Marte - La imagen muestra una vista aérea del área de Xanthe Terra en las tierras altas marcianas. Fue tomada durante la órbita 905 el 3 de octubre de 2004 por la cámara alemana estéreo de alta resolución a bordo de la Mars Express de ESA. La cámara ha estado desplegada durante casi cinco años y aspira a trazar un mapa completo de Marte en alta resolución, a color y en 3D. El norte está arriba de la imagen, que tiene una resolución de 18 metros por píxel. El área cubierta por esta imagen de detalle tiene unos 500 kilómetros de largo.
El centro de la imagen está ubicado a 6 grados latitud norte y 312 grados longitud este. "Nanedi" significa "planeta" en Sesotho, la lengua hablada en Lesotho, al sur de África. Los Valles Nanedi es un sistema de valles que se extiende por casi 800 kilómetros hacia el nordeste, a través de Xanthe Terra, una región de tierra alta cubierta de numerosos cráteres y ubicada al sureste de la llanura Chryse. El ancho de los valles en la imagen a color varía entre 800 metros y 5 kilómetros, con profundidades de hasta 500 metros. Dos valles se unen, aproximadamente en el centro de la imagen, y continúan hacia el norte mientras se vuelven más angostos.
Es probable que el volumen de agua que corría a lo largo de este valle disminuyera rápidamente como consecuencia de la evaporación, y su poder erosivo disminuyó mientras fluía hacia el norte.

Unas capas muy finas se pueden ver a lo largo del borde de los depósitos. Esas capas finas son también típicas en los deltas terrestres. Un descubrimiento particularmente interesante es el pequeño valle que deja el cráter hacia el este (hacia la derecha en la imagen). Esto provee de evidencia de que el agua debe haberse "quedado" en el cráter efectivamente. "Si el agua entraba en el cráter y salía otra vez, también puede haberlo llenado", dice el Sr. Hauber. Señala que es muy raro ver algo así sobre Marte: "En éste y en algunos otros casos, estamos bastante seguros de que había lagos sobre Marte".

Los investigadores también pueden reducir el período cuando los cráteres estaban llenos de lagos. Para hacerlo, analizan la distribución estadística de cráteres de impacto de diferentes tamaños. Eso nos da una indicación de la edad de la superficie planetaria. Cuantos más cráteres puedan ser contados sobre una superficie, más vieja será el área. La suma de los cráteres reveló que el agua estaba fluyendo a lo largo de los valles hace 3.800-4.000 millones de años. Los valles mismos pueden haberse formado relativamente rápido. Maarten Kleinhans, de la Universidad de Utrecht en los Países Bajos, que también participó en el estudio de investigación, calculó que de acuerdo con el volumen de agua, los depósitos pudieron haberse formado durante un período extendido de décadas a milenios. De acuerdo con el Sr. Kleinhans, incluso si la corriente del agua era muy lenta, no habría tomado más de unos cientos de miles de años para que los deltas llegaran a sus actuales dimensiones. Comparado con otras escalas temporales geológicas, especialmente en geología planetaria, es un período de tiempo muy breve.

Por lo tanto, debe haber habido lluvia sobre el Marte temprano. Estas precipitaciones corrieron entones sobre la superficie; éste es también una de las conclusiones de la investigación en conjunto. "En realidad, no es en absoluto evidente: durante mucho tiempo, los científicos han tratado de imaginar si los valles de Marte fueron formados por filtración de agua subterránea y erosión, o por la corriente superficial causada por precipitaciones o deshielo", dice el Sr. Hauber. En recientes discusiones otra vez se enfatizó el rol de las corrientes superficiales. "Nuestras conclusiones también apuntan en esta dirección y estamos convencidos de que ambos procesos han tenido un papel importante en Xanthe Terra".

Sin embargo, esta situación no duró mucho tiempo. Entre 3.500 y 3.800 millones de años, las precipitaciones se volvieron menos intensas y los valles se secaron. La erosión sobre Marte ha sido mínima desde entonces, lo cual ha contribuido al hecho de que los depósitos todavía pueden ser observados, aunque de hecho deberían ser muy susceptibles a la erosión. Hoy, Marte es un seco planeta desierto y el agua ya no fluye a lo largo de sus valles.

Fuente: DLR. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard