El cuadrilátero Discovery se encuentra dentro de la parte de Mercurio con muchos cráteres, en una región aproximadamente en la antípoda de la Cuenca Caloris de 1550 km de ancho . Al igual que el resto de la parte del planeta con muchos cráteres, el cuadrilátero contiene un espectro de cráteres y cuencas que varían en tamaño desde aquellos en el límite de resolución de las mejores fotografías (200 m) hasta aquellos de hasta 350 km de ancho, y que van en grado de frescura desde prístino hasta severamente degradado. Intercalados con los cráteres y cuencas, tanto en el espacio como en el tiempo, hay depósitos de llanuras que probablemente tienen varios orígenes diferentes. Debido a su pequeño tamaño y su segregación muy temprana en el núcleo y la corteza, Mercurio aparentemente ha sido un planeta muerto durante mucho tiempo, posiblemente más que la Luna.. [1] [2] [3] Su historia geológica, por lo tanto, registra con considerable claridad algunos de los primeros y más violentos eventos que tuvieron lugar en el interior del Sistema Solar.
Estratigrafía
Materiales de cráteres y cuencas
Al igual que en la Luna y Marte , las secuencias de cráteres y cuencas de diferentes edades relativas proporcionan el mejor medio para establecer el orden estratigráfico en Mercurio. [4] [5] Las relaciones de superposición entre muchos cráteres y cuencas mercurianas grandes son más claras que las de la Luna. Por lo tanto, podemos construir muchas columnas estratigráficas locales que involucren tanto materiales de cráteres o cuencas como materiales de llanuras cercanas.
En todo Mercurio, la nitidez de los bordes de los cráteres y la morfología de sus paredes, picos centrales, depósitos de eyecciones y campos de cráteres secundarios han sufrido cambios sistemáticos con el tiempo. Los cráteres o cuencas más jóvenes en una secuencia estratigráfica local tienen la apariencia más nítida y nítida. Los cráteres más antiguos consisten solo en depresiones poco profundas con bordes redondeados ligeramente elevados, algunos incompletos. Sobre esta base, se han cartografiado cinco categorías de edad de cráteres y cuencas. Además, los campos de cráteres secundarios se conservan proporcionalmente en muchos más cráteres y cuencas en Mercurio que en la Luna o Marte, y son particularmente útiles para determinar las relaciones de superposición y el grado de modificación.
Materiales llanos
Todas las áreas bajas y las áreas entre cráteres y cuencas en el cuadrilátero Discovery están cubiertas por material de formación de llanuras a gran nivel, excepto por áreas pequeñas cubiertas por el material montañoso y alineado y el material de llanuras hummocky que se describen a continuación. Las extensiones de materiales de las llanuras varían en tamaño desde unos pocos kilómetros de ancho hasta áreas entre cráteres de varios cientos de kilómetros de ancho. Probablemente este material no sea del mismo origen. Strom y otros [6] y Trask y Strom [7] citaron evidencia de que muchas grandes áreas de llanuras son de origen volcánico. Los tractos más pequeños son más propensos a derretirse por impacto, escombros sueltos acumulados en puntos bajos por sacudidas sísmicas [8] o eyecciones de impactos secundarios. [9] El origen de muchos tratados individuales debe permanecer necesariamente incierto sin información adicional.
Los materiales de las llanuras se han agrupado en cuatro unidades sobre la base de la densidad de los cráteres superpuestos y la relación de cada unidad con los materiales de la cuenca y el cráter adyacente. Estas unidades se enumeran de la siguiente manera, de mayor a menor.
- El material de las llanuras entre cráteres está muy extendido, tiene una alta densidad de pequeños cráteres (de 5 a 15 km de diámetro) y parece ser anterior a la mayoría de los cráteres y cuencas relativamente antiguos y degradados, aunque algunas extensiones de material de las llanuras entre cráteres pueden ser más jóvenes que algunos antiguos. cráteres.
- El material de llanuras intermedias es menos abundante que la unidad de llanuras entre cráteres y tiene una densidad de pequeños cráteres superpuestos que es intermedia entre los de las llanuras entre cráteres y las unidades de llanuras lisas. El material de llanuras intermedias se mapea más fácilmente en los pisos de los cráteres y cuencas c1, c2 y c3 que están rodeados por material de llanuras entre cráteres con una densidad de cráteres claramente más alta (FDS 27428). Los contactos entre las llanuras entre cráteres y las unidades de llanuras intermedias que ocurren fuera de los cráteres y cuencas mapeados son graduales e inciertos. En partes del cuadrilátero, la resolución fotográfica y la iluminación no permiten que la unidad de llanuras intermedias se separe de las llanuras entre cráteres o unidades de llanuras lisas con un alto nivel de confianza.
- El material de llanuras lisas se presenta en parches relativamente pequeños a lo largo del cuadrilátero en los pisos de los cráteres y cuencas c4 y más antiguos y en los tramos entre cráteres. Se producen más cráteres de halo brillante en esta unidad que en las llanuras entre cráteres o en las llanuras intermedias.
- En los suelos de algunos de los cráteres más jóvenes se encuentra material de llanura muy suave. En resumen, el mapeo indica una historia compleja de formación contemporánea de cráteres, cuencas y llanuras.
Materiales formadores de relieve
El cuadrilátero Discovery incluye algunos de los materiales de formación de relieve más distintivos del planeta, la unidad de terreno montañoso y alineado mapeado por Trask y Guest. [2] La unidad consiste en un revoltijo de colinas y valles uniformemente espaciados aproximadamente del mismo tamaño. La mayoría de los cráteres dentro de este material parecen ser anteriores a su formación, y sus edades no pueden estimarse: sus bordes se han dividido en colinas y valles idénticos a los de la unidad montañosa y lineal; los pisos de algunos de estos cráteres degradados contienen material de llanuras hummocky que se asemeja a la unidad montañosa y alineada, excepto que las colinas son menos y más bajas.
La unidad montañosa y alineada y la unidad de llanuras montañosas cerradas parecen ser relativamente jóvenes; pueden tener la misma edad que la Cuenca Caloris. Además, se encuentran casi directamente frente a esa cuenca del planeta. Ambas observaciones refuerzan la sugerencia de que la unidad montañosa y alineada y la unidad de llanuras montañosas están directamente relacionadas con la formación de Caloris, [8] posiblemente a través del enfoque de ondas sísmicas en el punto antípoda.
Estructura
Escarpes , crestas, depresiones y otros lineamientos estructurales morfológicamente diversos son relativamente comunes en el cuadrilátero Discovery. Dzurisin [10] documentó un patrón bien desarrollado de fracturas litosféricas lineales en el cuadrilátero que son anteriores al período de bombardeo intenso. Se reconoce una tendencia estructural dominante en N. 50 ° –45 ° W, y las tendencias subsidiarias ocurren en N. 50 ° –70 ° E. y aproximadamente hacia el norte. Los movimientos de masas controlados por articulaciones fueron probablemente los responsables del hecho de que muchos cráteres de todas las edades tienen contornos poligonales, y algunas uniones lineales pueden haber proporcionado acceso a la superficie para las lavas que formaron las llanuras entre cráteres. La evidencia de esto último puede estar registrada por varias crestas lineales que pueden haberse formado por acumulación de lava a lo largo de respiraderos volcánicos lineales (por ejemplo, Mirni Rupes en la latitud 37 ° S, longitud 40 ° O, FDS 27420).
Los escarpes arqueados planimétricamente en el cuadrilátero Discovery cortaron llanuras entre cráteres y materiales de cráteres tan jóvenes como c4. Estos escarpes tienen típicamente de 100 a 400 km de largo y de 0,5 a 1,0 km de alto, y tienen pendientes convexas ascendentes en la sección transversal que se empinan desde el borde hasta la base. Más tendencia más cerca de norte-sur que de este-oeste. Descubrimiento (latitud 55 ° S., longitud 38 ° O.), Vostok (latitud 38 ° S, longitud 20 ° O.), Aventura (latitud 64 ° S, longitud 63 ° O.) Y Resolución (latitud 63 ° S., largo 52 ° W.) Las rupes son los ejemplos más destacados en el cuadrilátero. Vostok secciona y acorta el cráter Guido d'Arezzo , lo que sugiere que los escarpes arqueados son características tectónicas compresionales ( fallas inversas de empuje o de ángulo alto ). Melosh y Dzurisin [11] han especulado que tanto las escarpas arqueadas como el patrón del lineamiento mercuriano global pueden haberse formado como resultado de la contracción térmica y el despinning simultáneo de Mercurio.
Las escarpas planimétricamente irregulares en los pisos de muchos cráteres y cuencas llenas de llanuras son las características estructurales más jóvenes reconocidas en el cuadrilátero, ya que cortan los materiales de llanuras lisas y llanuras intermedias. Su ocurrencia solo dentro de cráteres y cuencas de piso liso sugiere que las tensiones responsables de su formación fueron de extensión local, quizás inducidas por la intrusión de magma o la retirada debajo de cráteres inundados volcánicamente.
Historia geológica
Cualquier reconstrucción de la historia geológica mercuriana debe incluir la inferencia de que en una época temprana el planeta se diferenciaba en un núcleo y una corteza. El mercurio tiene un campo magnético débil [12] junto con una alta densidad . Ambos hechos pueden explicarse más fácilmente por la presencia de un núcleo de hierro , posiblemente líquido, de aproximadamente 4.200 km de diámetro, cubierto por una corteza de silicato de unos pocos cientos de kilómetros de espesor. El origen volcánico postulado de una fracción sustancial de las llanuras de Mercurio también implica una corteza gruesa de silicato y, por lo tanto, respalda la existencia de un gran núcleo de hierro. [3]
La diferenciación temprana, más que tardía, de Mercurio está atestiguada por las escarpas compresivas que se ven tan claramente en el cuadrilátero Discovery. La segregación del núcleo debe haber liberado grandes cantidades de calor, lo que habría resultado en una expansión significativa de la corteza. [13] [14] Sin embargo, las características extensionales inequívocas (muy raras en el planeta en su conjunto) no se ven en el cuadrilátero Discovery; sólo se producen escarpes compresionales. Por lo tanto, la segregación del núcleo ocurrió relativamente temprano (antes de la formación de una litosfera sólida) y fue seguida por enfriamiento y contracción, cuyas últimas fases probablemente contribuyeron a la formación de escarpes arqueados que precedieron al final del bombardeo intenso. [10]
La rotura rotacional por pares solares es otro proceso que probablemente haya ocurrido al principio de la historia de Mercurio. [15] Con la formación de una litosfera sólida , las tensiones inducidas por el despinning de las mareas probablemente fueron suficientes para causar una fractura generalizada. Melosh [16] ha demostrado analíticamente que el patrón esperado de fracturamiento incluye fallas de rumbo lineales orientadas aproximadamente a N. 60 ° W y N. 60 ° E., y un conjunto más joven de fallas de empuje con proyección este-oeste y norte irregular. –Tendencias del sur. Melosh y Dzurisin [11] han señalado la similitud entre este patrón tectónico predicho y el observado en Mercurio, y han propuesto que el sistema global de lineamientos y escarpes arqueados, que está bien desarrollado en el cuadrilátero Discovery, se formó en respuesta a principios , contracción planetaria simultánea y despinning mareal.
El registro estratigráfico observable en el cuadrilátero Discovery comienza con la formación de las llanuras entre cráteres, partes de las cuales pueden haber sido coetáneas con los cráteres observables más antiguos. Durante este período, las tasas de vulcanismo probablemente fueron altas a medida que se disipaba el calor de la formación del núcleo. Si la corteza estuviera en un estado de extensión, habría habido vías fáciles para que grandes volúmenes de magma alcanzaran la superficie. La plasticidad resultante de la corteza probablemente provocó que un gran número de cráteres c1 y c2 fueran destruidos por el ajuste isostático, [17] [18] por lo que el inventario actual de cráteres c1 y c2 puede no estar completo.
Para el momento c3, la tasa de vulcanismo había disminuido, aunque la tasa de impacto aún era alta. La preservación de muchas secundarias de 1 a 5 km de ancho alrededor de las cuencas c3 indica que los flujos superficiales que las habrían borrado estaban muy restringidas. Sin embargo, se produjo cierta degradación de las cuencas c3 por ajuste isostático. La mayor parte del material de llanuras intermedias se formó en este momento. El material de llanuras lisas parece ser en gran parte coetáneo con los cráteres y cuencas c4. La corteza estuvo bajo compresión durante el tiempo c3 y c4, ya que las escarpas y crestas compresionales son posteriores a algunos cráteres c3 y c4, y están cortadas por algunos cráteres c4 y por cráteres c5. La formación de materiales de llanuras intermedias y suaves puede haber sido instigada por los eventos de formación de cráteres y cuencas c3 y c4 que abrieron conductos temporales de magma. Uno de los últimos grandes impactos fue el evento Caloris , que ocurrió en el otro lado del planeta desde el cuadrilátero Discovery y que pudo haber iniciado la formación del material montañoso y alineado dentro de él.
Después de la formación del material de las llanuras lisas, el cuadrilátero Discovery experimentó ajustes tectónicos menores que formaron escarpes en las llanuras dentro de los cráteres. La unidad de llanuras muy suaves se formó en algunos cráteres jóvenes. La única otra actividad fue una lluvia constante de impactos relativamente pequeños, aparentemente al mismo ritmo que en la Luna.
Referencias
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