Se cree que los glaciares , vagamente definidos como parches de hielo que fluye actualmente o recientemente, están presentes en áreas grandes pero restringidas de la superficie marciana moderna, y se infiere que se distribuyeron más ampliamente en ocasiones en el pasado. [1] [2] Las características convexas lobuladas en la superficie conocidas como características de flujo viscoso y las plataformas de escombros lobulados , que muestran las características de un flujo no newtoniano , ahora se consideran casi unánimemente como verdaderos glaciares. [1] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]
Sin embargo, también se ha interpretado que una variedad de otras características en la superficie están directamente relacionadas con el hielo que fluye, como el terreno con trastes , [1] [11] relleno de valle lineado , [12] [9] relleno de cráter concéntrico , [3] [ 13] y crestas arqueadas. [10] También se cree que una variedad de texturas superficiales observadas en imágenes de las latitudes medias y regiones polares están relacionadas con la sublimación del hielo glacial. [14] [15] [16]
Hoy en día, las características interpretadas como glaciares se limitan en gran medida a latitudes hacia los polos de alrededor de 30 ° de latitud. [17] Se encuentran concentraciones particulares en el cuadrilátero de Ismenius Lacus . [2] Según los modelos actuales de la atmósfera marciana , el hielo no debería ser estable si se expone en la superficie en las latitudes medias de Marte. [18] Por lo tanto, se cree que la mayoría de los glaciares deben estar cubiertos con una capa de escombros o polvo que impida la libre transferencia de vapor de agua del hielo sublimado al aire. [8] [18] [19] Esto también sugiere que en el pasado geológico reciente, el clima de Marte debe haber sido diferente para permitir que los glaciares crezcan de manera estable en estas latitudes. [17] Esto proporciona una buena evidencia independiente de que la oblicuidad de Marte ha cambiado significativamente en el pasado, como lo indica de forma independiente el modelado de la órbita de Marte . [20] La evidencia de glaciaciones pasadas también aparece en los picos de varios volcanes marcianos en los trópicos. [21] [22] [23]
Al igual que los glaciares de la Tierra, los glaciares de Marte no son hielo de agua pura. [1] [10] Se cree que muchos contienen proporciones sustanciales de escombros, y un número sustancial probablemente se describa mejor como glaciares de roca . [23] [24] [25] Durante muchos años, en gran parte debido a la inestabilidad modelada del hielo de agua en las latitudes medias donde se concentraban las supuestas características glaciares, se argumentó que casi todos los glaciares eran glaciares de roca en Marte. [26] Sin embargo, observaciones directas recientes realizadas por el instrumento de radar SHARAD en el satélite Mars Reconnaissance Orbiter han confirmado que al menos algunas características son hielo relativamente puro y, por lo tanto, verdaderos glaciares. [6] [8] Algunos autores también han afirmado que los glaciares de dióxido de carbono sólido se han formado en Marte bajo ciertas condiciones raras. [27]
Algunos paisajes se parecen a los glaciares que salen de los valles montañosos de la Tierra. Algunos parecen tener un centro ahuecado, que parece un glaciar después de que casi todo el hielo ha desaparecido. Lo que queda son las morrenas , la tierra y los escombros que lleva el glaciar. [28] Estos supuestos glaciares alpinos se han denominado formas similares a glaciares (GLF) o flujos similares a glaciares (GLF). [29] Las formas similares a glaciares son un término posterior y quizás más preciso porque no podemos estar seguros de que la estructura se esté moviendo actualmente. [30] Otro término más general visto a veces en la literatura es características de flujo viscoso (VFF). [30]
Estudios de radar
Los estudios de radar con SHAllow RADar (SHARAD) en el Mars Reconnaissance Orbiter mostraron que las plataformas de escombros lobulados (LDA) y el relleno de valle lineado (LVF) contienen hielo de agua pura cubierto con una fina capa de rocas que aislaba el hielo. [31] [32] Se encontró hielo tanto en el hemisferio sur [33] como en el hemisferio norte. [34] Investigadores del Instituto Niels Bohr combinaron observaciones de radar con modelos de flujo de hielo para decir que el hielo en todos los glaciares marcianos es equivalente a lo que podría cubrir toda la superficie de Marte con 1,1 metros de hielo. El hecho de que el hielo todavía esté allí sugiere que una gruesa capa de polvo protege el hielo; las condiciones atmosféricas actuales en Marte son tales que cualquier hielo de agua expuesto se sublimaría. [35] [36] [37]
Cambios climáticos
Se cree que el hielo se acumuló cuando la inclinación orbital de Marte era muy diferente a la actual (el eje sobre el que gira el planeta tiene un "bamboleo" considerable, lo que significa que su ángulo cambia con el tiempo). [38] [39] [40] Hace unos millones de años, la inclinación del eje de Marte era de 45 grados en lugar de los 25 grados actuales. Su inclinación, también llamada oblicuidad, varía mucho porque sus dos pequeñas lunas no pueden estabilizarlo como nuestra luna.
Se cree que muchas características de Marte, especialmente en el cuadrilátero de Ismenius Lacus, contienen grandes cantidades de hielo. El modelo más popular para el origen del hielo es el cambio climático a partir de grandes cambios en la inclinación del eje de rotación del planeta. En ocasiones, la inclinación ha sido incluso superior a 80 grados [41] [42] Los grandes cambios en la inclinación explican muchas características ricas en hielo en Marte.
Los estudios han demostrado que cuando la inclinación de Marte alcanza los 45 grados desde sus actuales 25 grados, el hielo ya no es estable en los polos. [43] Además, en esta alta inclinación, las reservas de dióxido de carbono sólido (hielo seco) se subliman, aumentando así la presión atmosférica. Este aumento de presión permite que se retenga más polvo en la atmósfera. La humedad de la atmósfera caerá en forma de nieve o hielo congelado sobre granos de polvo. Los cálculos sugieren que este material se concentrará en las latitudes medias. [44] [45] Los modelos de circulación general de la atmósfera marciana predicen acumulaciones de polvo rico en hielo en las mismas áreas donde se encuentran características ricas en hielo. [42] Cuando la inclinación comienza a volver a valores más bajos, el hielo se sublima (se convierte directamente en gas) y deja un rezago de polvo. [46] [47] El depósito de retardo cubre el material subyacente, por lo que con cada ciclo de altos niveles de inclinación, queda algo de manto rico en hielo. [48] La capa de manto de superficie lisa probablemente representa sólo material relativamente reciente.
Geomorfología
Relleno de cráter concéntrico, relleno de valle alineado y delantales de escombros lobulados
Se han identificado varios tipos de accidentes geográficos como probablemente tierra y escombros de rocas que cubren enormes depósitos de hielo. [49] [50] [51] [52] El relleno de cráter concéntrico (CCF) contiene decenas a cientos de crestas concéntricas que son causadas por los movimientos de acumulaciones de hielo a veces de cientos de metros de espesor en los cráteres. [53] [54] Relleno de valle lineal (LVF) son líneas de crestas en valles. [55] [56] [57] Estas líneas pueden haberse desarrollado a medida que otros glaciares se desplazaban por los valles. Algunos de estos glaciares parecen provenir de material que se encuentra alrededor de mesetas y cerros. [58] Delantales de escombros lobulados (LDA) es el nombre que se les da a estos glaciares. Todas estas características que se cree que contienen grandes cantidades de hielo se encuentran en las latitudes medias de los hemisferios norte y sur. [59] [60] [61] Estas áreas a veces se denominan terreno trastentado porque a veces aparece parpadeado. Con la resolución superior de las cámaras de Mars Global Surveyor (MGS) y MRO, hemos descubierto que la superficie de LDA, LVF y CCF tiene una compleja maraña de crestas que se asemejan a la superficie del cerebro humano. Las crestas anchas se denominan terreno cerebral de células cerradas , y las crestas estrechas menos comunes se denominan terreno cerebral de células abiertas. [62] Se cree que el amplio terreno de células cerradas todavía contiene un núcleo de hielo, que cuando finalmente desaparece, el centro de la amplia cresta colapsa para producir las estrechas crestas del terreno cerebral de células abiertas. Hoy en día es ampliamente aceptado que las formas similares a los glaciares, los delantales de escombros lobulados, el relleno de valle alineado y el relleno concéntrico están relacionados porque tienen la misma textura de superficie. Las formas similares a los glaciares en los valles y los nichos en forma de circos pueden fusionarse con otras para producir delantales de escombros lobulados. Cuando convergen delantales de escombros lobulados opuestos, se obtiene un relleno de valle lineal [63]
Muchas de estas características se encuentran en el hemisferio norte en partes de un límite llamado dicotomía marciana . La dicotomía marciana se encuentra principalmente entre las longitudes 0 y 70 E. [64] Cerca de esta área hay regiones que se nombran a partir de nombres antiguos: Deuteronilus Mensae , Protonilus Mensae y Nilosyrtis Mensae .
Huecos bien desarrollados, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish . Los huecos están en el piso de un cráter con relleno de cráter concéntrico. La ubicación es cuadrilátero Casius .
Primer plano que muestra grietas que contienen hoyos en el suelo de un cráter que contiene un relleno de cráter concéntrico, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es cuadrilátero Casius .
Clanis e Hypsas Valles, visto por HiRISE. Las crestas probablemente se deben al flujo glacial. El hielo está cubierto por una fina capa de rocas. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Relleno de valle alineado Coloe Fossae , visto por HiRISE. La barra de escala tiene 500 metros de largo. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Relleno de valle alineado en el cuadrilátero de Ismenius Lacus, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish .
Vista cercana del relleno de valle lineado en el cuadrilátero de Ismenius Lacus, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana a color del relleno de valle lineado en el cuadrilátero de Ismenius Lacus, como lo ve HiRISE en el programa HiWish
Valle que muestra relleno de valle lineal , como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish El flujo de valle lineal es causado por movimientos de hielo. La ubicación es cuadrilátero Casius .
Relleno de valle lineal en valle, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish El flujo de valle lineal es hielo cubierto por escombros. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Vista cercana a color del relleno de valle alineado, como lo ve HiRISE en el programa HiWish
Esta serie de dibujos ilustra por qué los investigadores creen que muchos cráteres están llenos de material rico en hielo. La profundidad de los cráteres se puede predecir basándose en el diámetro observado. Muchos cráteres están casi llenos, en lugar de tener forma de cuenco; de ahí que se cree que han ganado mucho material desde que se formaron por impacto. Gran parte del material extra es probablemente hielo que cayó del cielo en forma de nieve o polvo cubierto de hielo.
Amplia vista CTX de la mesa que muestra la plataforma de escombros lobulados (LDA) y el relleno de valle alineado. Se cree que ambos son glaciares cubiertos de escombros. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Primer plano del delantal de escombros lobulados de la imagen CTX anterior de una mesa. La imagen muestra el terreno del cerebro de células abiertas y de celdillas cerradas terreno cerebro , que es más común. Se cree que el terreno del cerebro de células abiertas contiene un núcleo de hielo. La imagen es de HiRISE bajo el programa HiWish.
Terreno del cerebro de células cerradas, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. Este tipo de superficie es común en plataformas de escombros lobulados, relleno de cráter concéntrico y relleno de valle alineado.
Terreno cerebral de células abiertas y cerradas, visto por HiRISE, bajo el programa HiWish.
Delantales de escombros lobulados (LDA) alrededor de una mesa, como lo ve CTX. Mesa y LDA están etiquetados para que se pueda ver su relación. Los estudios de radar han determinado que los LDA contienen hielo; por lo tanto, estos pueden ser importantes para los futuros colonos de Marte. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Primer plano del delantal de escombros lobulados (LDA), visto por HiRISE en el programa HiWish
Amplia vista de CTX que muestra mesetas y cerros con delantales de escombros lobulados y relleno de valle alineado a su alrededor. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Delantal de escombros Lobate alrededor de la mesa, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana de la plataforma de escombros lobulados alrededor de la mesa, como la ve HiRISE bajo el programa HiWish. El terreno del cerebro es visible.
Primer plano del relleno de valle lineado (LVF), como lo ve HiRISE en el programa HiWish Nota: esta es una ampliación de la imagen CTX anterior.
Glaciares en forma de lengua
Algunos de los glaciares fluyen montaña abajo y están formados por obstáculos y valles; hacen una especie de forma de lengua. [sesenta y cinco]
Glaciar en forma de lengua, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. El hielo puede existir en el glaciar, incluso hoy, debajo de una capa aislante de tierra. La ubicación es cuadrilátero Hellas .
Glaciar en forma de lengua, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es el cuadrilátero Phaethontis .
Amplia vista de varios glaciares en forma de lengua en la pared del cráter, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish. Los glaciares son de diferentes tamaños y se encuentran en diferentes niveles. Algunos de ellos están muy ampliados en las imágenes que siguen.
Primer plano de los hocicos de dos glaciares de la imagen anterior, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. Estos están hacia la parte inferior izquierda de la imagen anterior.
Primer plano de pequeños glaciares de una imagen anterior, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. Algunos de estos glaciares parecen estar comenzando a formarse.
Primer plano del borde de uno de los glaciares en la parte inferior de la vista amplia de una imagen anterior La fotografía fue tomada por HiRISE bajo el programa HiWish.
Primer plano del glaciar en forma de lengua, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. La resolución es de aproximadamente 1 metro, por lo que se pueden ver objetos de unos pocos metros de ancho en esta imagen. El hielo puede existir en el glaciar, incluso hoy, debajo de una capa aislante de tierra. La ubicación es cuadrilátero Hellas .
Glaciares en forma de lengua indicados con flechas, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana del hocico del glaciar, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish Se ven polígonos del centro alto. El cuadro muestra el tamaño del campo de fútbol.
Vista cercana de los polígonos del centro alto cerca del glaciar, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana de los polígonos del centro alto cerca del glaciar, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish. El recuadro muestra el tamaño del campo de fútbol.
Vista cercana de los polígonos del centro alto cerca del glaciar, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish
Amplia vista de los flujos en forma de lengua, como los ve HiRISE en el programa HiWish
Vista cercana de los flujos en forma de lengua, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana de los flujos en forma de lengua y el terreno poligonal (que está etiquetado), como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana de terreno poligonal cerca de flujos en forma de lengua, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish
Alivio hummocky
En Nereidum Montes se ha encontrado un relieve hummocky que se asemeja a las morrenas Veiki del norte de Suecia . Se supone que el relieve es el resultado del derretimiento de un glaciar marciano. [66]
Glaciares sobre volcanes
Se han observado muchos supuestos glaciares en algunos grandes volcanes marcianos. Los investigadores han descrito depósitos glaciares en Hécates Tholus , [67] Arsia Mons , [68] [69] Pavonis Mons , [22] y Olympus Mons . [70]
Los científicos ven evidencia de que existen glaciares en muchos de los volcanes de Tharsis, incluidos Olympus Mons, Ascraeus Mons y Pavonis Mons. [71] [22] Ceraunius Tholus incluso pudo haber tenido sus glaciares derretidos para formar algunos lagos temporales en el pasado. [72] [73] [19] [74] [75] [76] [77]
Hoja de hielo
Hay mucha evidencia de una gran capa de hielo que existía en la región del polo sur del planeta. [78] [79] [80] [81] Allí se encuentra una gran cantidad de eskers que se forman bajo el hielo. El campo de eskers conforma la Formación Dorsa Argentea . La capa de hielo tenía un área dos veces mayor que la del estado de Texas . [82]
Crestas, que se cree que son eskers de la Formación Dorsa Argentea, como las ve el MOC de gran angular de Mars Global Surveyor. Las flechas blancas apuntan a las crestas.
Hielo molido
Marte tiene vastos glaciares ocultos bajo una capa de escombros rocosos sobre amplias áreas en las latitudes medias. Estos glaciares podrían ser una gran reserva de agua que sustenta la vida en el planeta para formas de vida simples y para futuros colonos. [85] La investigación de John Holt, de la Universidad de Texas en Austin, y otros encontraron que una de las características examinadas es tres veces más grande que la ciudad de Los Ángeles y hasta 800 m de espesor, y hay muchas más. [86] [87]
Algunas de las características de tipo glacial fueron reveladas por los orbitadores Viking de la NASA en la década de 1970. Desde entonces, las características de tipo glacial han sido estudiadas por instrumentos cada vez más avanzados. Se han recibido datos mucho mejores de Mars Global Surveyor , Mars Odyssey , Mars Express y Mars Reconnaissance Orbiter .
Galería
Morrenas del cráter de Moreux y agujeros de caldera, como los ve HIRISE. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Superficie que muestra apariencia con y sin cobertura de manto, como lo ve HiRISE, bajo el programa HiWish . La ubicación es Terra Sirenum en el cuadrilátero Phaethontis . El manto cayó del cielo y puede ser una fuente importante de hielo para los glaciares.
Glaciar saliendo del valle, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es el cuadrilátero Ismenius Lacus .
Glaciar pie de elefante del lago Romer en el Ártico de la Tierra, visto por Landsat 8. Esta imagen muestra varios glaciares que tienen la misma forma que muchas características de Marte que se cree que también son glaciares.
Glaciar saliendo del valle, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es el borde del cráter Moreux . La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
La flecha en la imagen de la izquierda apunta a un posible valle tallado por un glaciar. La imagen de la derecha muestra el valle muy ampliado en una imagen de Mars Global Surveyor.
Barrancos y posibles restos de antiguos glaciares en un cráter del cuadrángulo de Eridania , al norte del gran cráter Kepler. Un supuesto glaciar, a la derecha, tiene forma de lengua. La imagen fue tomada por Mars Global Surveyor bajo el programa Public Target.
Mesa en el cuadrilátero de Ismenius Lacus , visto por CTX. Mesa tiene varios glaciares erosionándola. Uno de los glaciares se ve con mayor detalle en las siguientes dos imágenes de HiRISE. Imagen del cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Glaciar visto por HiRISE bajo el programa HiWish . El área en rectángulo se amplía en la siguiente foto. Zona de acumulación de nieve en la cima. El glaciar se mueve valle abajo y luego se extiende por la llanura. La evidencia de flujo proviene de las muchas líneas en la superficie. La ubicación está en Protonilus Mensae en el cuadrilátero Ismenius Lacus .
Ampliación de área en rectángulo de la imagen anterior. Interpretada como la morrena terminal de un glaciar. Fotografía tomada con HiRISE bajo el programa HiWish. Imagen del cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Contexto para la siguiente imagen del final de una característica de flujo o glaciar. La ubicación es cuadrilátero Hellas . Fotografía tomada con HiRISE bajo el programa HiWish.
Primer plano del área del recuadro de la imagen anterior. Interpretada como la morrena terminal de un glaciar. Para escala, el cuadro muestra el tamaño aproximado de un campo de fútbol. Imagen tomada con HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es cuadrilátero Hellas .
Posible morrena al final de un glaciar pasado en un montículo en Deuteronilus Mensae , visto por HiRISE, bajo el programa HiWish.
Posible Circo Glacial en Hellas Planitia , visto por HiRISE, bajo el programa HiWish. Es probable que las líneas se deban al movimiento cuesta abajo.
Glaciares, vistos por HiRISE, bajo el programa HiWish. El glaciar de la izquierda es delgado porque ha perdido gran parte de su hielo. El glaciar de la derecha, por otro lado, es grueso; todavía contiene una gran cantidad de hielo que se encuentra debajo de una fina capa de tierra y roca. La ubicación es cuadrilátero Hellas .
Restos de glaciares, vistos por HiRISE bajo el programa HiWish. Imagen del cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Probable glaciar visto por HiRISE bajo el programa HiWish. Los estudios de radar han descubierto que está compuesto casi en su totalidad de hielo puro. Parece moverse desde el terreno elevado (una mesa) a la derecha. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Glaciar tributario , visto por HiRISE. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Las flechas apuntan a formas similares a drumlin que probablemente se formaron debajo de un glaciar, como las ve HiRISE, bajo el programa HiWish. Algunas de las formas requieren agua líquida debajo del glaciar para formarse. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Glaciar en el suelo de un cráter, visto por HiRISE bajo el programa HiWish Las grietas en el glaciar pueden ser grietas. También hay un sistema de barrancos en la pared del cráter. La ubicación es cuadrilátero Casius .
Glacier, visto por HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es el cuadrilátero Casius .
Los glaciares se mueven en dos valles diferentes, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es el cuadrilátero Ismenius Lacus .
Amplia vista del flujo que se mueve hacia abajo del valle, como lo ve HiRISE bajo el programa HiWish. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Vista cercana de parte del glaciar, como la ve HiRISE bajo el programa HiWish. El recuadro muestra el tamaño del campo de fútbol. La ubicación es el cuadrilátero de Ismenius Lacus .
Surcos causados por el movimiento del glaciar, como los ve HiRISE bajo el programa HiWish
Vista cercana en color de los polígonos, como los ve HiRISE en el programa HiWish Los polígonos son comunes en terrenos ricos en hielo.
Mapa interactivo de Marte
Ver también
- Clima de Marte
- Deuteronilus Mensae
- Formación Dorsa Argentea
- Terreno agitado
- Geología de Marte
- glaciar
- Cuadrilátero de Ismenius Lacus
- Relleno de valle lineal
- Dicotomía marciana
- Nilosyrtis Mensae
- Protonilus Mensae
- Tharsis cuadrilátero
- Agua en Marte
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enlaces externos
- Hielo marciano - Jim Secosky - 16a Convención Anual de la Sociedad Internacional de Marte
- https://www.youtube.com/watch?v=kpnTh3qlObk [T. Gordon Wasilewski - Agua en Marte - 20ª Convención Anual de la Sociedad Internacional de Marte] Describe cómo obtener agua del hielo del suelo
- Video de sobrevuelo de alta resolución de Seán Doran de un glaciar en Protonilus Mensae , basado en el modelo digital del terreno de la NASA ; ver álbum para más
- Jeffrey Plaut - Subsurface Ice - 21a Convención Anual de la Sociedad Internacional de Marte