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Cómo se forman los espirales de Marte

sábado 29 de mayo, 09:28 PM

Por: Jeremy Hsu
Escritora titular de SPACE.com

Las enormes fosas en forma de espiral en el Polo Norte de Marte, que se asemejan a un rehilete, no se formaron en los casquetes polares de ese planeta debido a alguna fuerza misteriosa, de acuerdo a descubrimientos de los investigadores. En lugar de eso, su silueta surgió debido a un largo proceso de formación y erosión que con el paso del tiempo hizo que comenzara a dar la impresión de que se mueven lentamente y forman una espiral hacia su interior.

Un proceso similar creó el cañón de Chasma Boreale, que atraviesa un costado de la gigantesca zona en forma de rehilete conocida como "depósitos estratificados del Polo Norte" (NPLD, por sus siglas en inglés). El descubrimiento de los orígenes del cañón y la zona conocida como NPLD fueron cortesía de un radar que penetró la superficie, transportado por dos orbitadores de reconocimiento de Marte.

Previamente, los científicos habían favorecido la idea de que una fuerza natural dio pie a la creación reciente tanto del cañón como del patrón en forma de espiral en depósitos geológicos de más antigüedad. Pero no podían probar sus teorías más allá de lo que podían ver en la superficie de Marte, lo cual era como juzgar un libro por su portada.

"El análisis con radar es como abrir el libro; ahora podemos leer cada página", indicó Isaac Smith, científico planetario en la Universidad de Texas en Austin. "La gente veía el exterior y pensaba que sabía de qué se trataba el libro. Pero en realidad no era así".

Dicha tecnología le permitió a los científicos tomar imágenes transversales de las fosas en 2-D y revelar las capas al interior de los muros, como instantáneas en el tiempo que cuentan la historia del planeta rojo. El radar también ayudó a trazar indicadores reflectantes, que seguían la geometría de estructuras subterráneas para crear una imagen de las capas en 3-D.

Los estudios con radar no respondieron la interrogante de cuáles fueron los cambios en la atmósfera marciana que dieron pie a la formación tanto del cañón como de las fosas más recientes en forma de espiral. Pero sí le dan a los científicos un nuevo entendimiento del ritmo de los procesos que permitieron que el viento y el sol moldearan la superficie marciana durante cierto periodo de tiempo, y eso podría llevar al desarrollo de modelos climáticos para el planeta rojo basados en mejores evidencias.

No fue cosa de un día
La Chasma Boreale parece atravesar un costado de los depósitos polares estratificados ricos en hielo, que se extienden a lo largo de 1000 kilómetros y tienen un grosor aproximado de 2 kilómetros. Pero los estudios con radar mostraron que el masivo cañón se formó mucho antes de que se formaran las depresiones más superficiales, las cuales crean la forma de espiral.

Algunos investigadores han sugerido que un derretimiento causado por presión, o por una actividad volcánica por debajo del hielo, ocasionaron la aparición del cañón. Sin embargo, el nacimiento del cañón pareció haber sido más bien el resultado de una función lenta del clima y el tiempo, en lugar de fuerzas rápidas o catastróficas.

"Había muchas hipótesis sobre la Chasma Boreale y todas suponían que era una característica reciente que se formó en el hielo polar", señaló Jack Holt, geofísico en la Universidad de Texas en Austin. "Pero ahora sabemos que es una característica antigua y que se puede interpretar la estratigrafía en ese contexto".

Holt encabezó el estudio con radar de la Chasma Boreale, mientras su colega Smith se centraba en las fosas con forma de espiral. Los estudios de ambos aparecen en la publicación Nature, en el ejemplar del 27 de mayo.

Tanto la Chasma Boreale como las depresiones más recientes se formaron sobre un casquete polar más antiguo. Las capas de hielo y arena comenzaron a depositarse y pronto apareció una forma inicial del cañón. Pero no estaba solo; otro cañón de tamaño similar también comenzó a adquirir forma.

Luego, algo en el clima de Marte hizo que los depósitos dejaran de formarse. Así comenzó entonces un proceso de erosión a medida que el viento desgastaba la superficie y el sol hacía que una parte del hielo se sublimara y convirtiera directamente en vapor. Los estudios con radar no mostraron evidencia de agua derretida , le dijo Holt a SPACE.com.

A la larga, las capas comenzaron a depositarse de nuevo una encima de la otra y uno de los cañones terminó llenándose con esos depósitos. Sin embargo, fuerzas naturales como el viento no afectaron a la Chasma Boreale, evitando que los depósitos la llenaran y eso ayudó a preservar el cañón, que actualmente mide 500 kilómetros de largo y 100 de ancho.

"La (formación del cañón) ocurrió durante algo de tiempo y sin muchas restricciones de edad", dijo Holt. "Eso abarcó aproximadamente un 75 por ciento de la historia de esto, pero entonces comenzaron a formarse las fosas. No sabemos por qué".

Migraciones positivas
Las fosas más superficiales y recientes comenzaron a formarse en algún punto entre 2.49 millones de años y 467,000 años atrás. Representaban depresiones sobre casi tres cuartas partes de depósitos polares estratificados acumulados, pero no estaban inmóviles.

En lugar de eso, una combinación de viento y, quizás, erosión solar comenzó a desgastar la parte sur de los depósitos polares estratificados, que quedan frente al Ecuador del planeta. Entonces el viento transportó gotas de material erosionado hacia la parte norte de los depósitos, que quedan frente al polo.

Como resultado, las fosas parecieron comenzar a formar lentamente una espiral hacia adentro, al tiempo que avanzaban poco a poco hacia el norte, en dirección al polo. Esa apariencia de movimiento se asemeja bastante a la forma en que las dunas de arena parecen moverse con el tiempo, dijo Smith.

"El radar muestra que tres cuartas partes del hielo han estado estáticas, pero la superficie fue alterada por el viento", explicó Smith. "Algunas depresiones han avanzado hasta 65 kilómetros y muchas se movieron mucho menos".
También se acumula más material encima de los depósitos, al tiempo que los patrones en espiral se cierran, explicó Holt. Eso significa que el depósito adquiere espesor y altura todo el tiempo.

Más misterios climáticos
Comprender la forma en que aparecieron los patrones en espiral de los casquetes del Polo Norte de Marte también podría ayudar a los científicos a entender el clima global de Marte. Holt y Smith esperan continuar examinando los patrones de acumulación e intentar comprender por qué la nieve o escarcha acumulados de forma irregular crean los depósitos polares estratificados.

"Eso nos cuenta una historia sobre el viento y posiblemente el sol", dijo Smith. "Esa es la historia continua".
Los investigadores pueden vincular una mejor compresión de las fuerzas de la naturaleza con modelos climáticos de Marte, para desarrollar modelos más realistas. A su vez, tener modelos mejores podría ayudar a reconstruir la forma en que el hielo se transfiere entre los polos y las latitudes medias o bajas del planeta rojo, a través de sublimación, escarcha o nieve.

"Entonces se pueden empezar a ubicar límites de edad en los depósitos a latitudes más bajas o medias, lo cual es más accesible para misiones con robot o humanas", señaló Holt.

Estudios futuros también podrían resolver el misterio de los depósitos estratificados del Polo Sur, que también tienen el patrón en forma de espiral de sus contrapartes del norte. Sin embargo, a diferencia de éstas, los depósitos estratificados del Polo Sur no parecen moverse.

Smith especuló que un clima más frío y una mayor altura en el casquete del polo sur podrían traducirse en material congelado más pegajoso y vientos más débiles. Holt también indicó que la región sur parece ser más antigua, así que quizás el clima simplemente no permitió que hubiera movimiento durante el tiempo en el que se formaron los depósitos.

Debajo de la superficie
Parte del motivo por el que el casquete polar del sur sigue siendo más misterioso es que el radar no funciona tan bien en esa región. Los indicadores reflectantes o estructuras por debajo de los depósitos estratificados del Polo Norte ayudaron a que los estudios con radar pudieran trazar la geometría y capas subterráneas, pero dichos indicadores parecen ser menos comunes en el casquete sur.

Aún así, Holt y Smith elogiaron al radar transportado por los orbitadores de reconocimiento de Marte como los componentes cruciales que, como mínimo, resolvieron los orígenes de los depósitos estratificados del Polo Norte. Dicho equipo ha sido utilizado en la Antártida desde la década de los 70, pero no fue enviado a Marte hasta la década pasada.

El Radar Avanzado para la Exploración del Subsuelo y Ionósfera de Marte (MARSIS, por sus siglas en inglés), u orbitador Expreso de Marte, puede realizar exploraciones profundas debajo de la superficie con una menor resolución, mientras que el radar superficial SHARAD (SHAllow RADar) del Orbitador de Reconocimiento de Marte tiene una frecuencia y un ancho de banda más altos con una penetración más profunda, que puede examinar las capas y estructuras subterráneas de los depósitos polares estratificados.

Herramientas así de potentes podrían comenzar a crear un argumento a favor de enviar un radar todavía mejor a Marte algún día.

"En el futuro, probablemente podríamos aprender más sobre la superficie", dijo Holt. "Aún hay más cosas que podríamos averiguar con un radar mejor y más nuevo".

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