Cuadrilátero de Miguel Ángel

El cuadrilátero de Michelangelo se encuentra en el hemisferio sur del planeta Mercurio , donde la parte de la imagen es un terreno lleno de cráteres que ha sido fuertemente influenciado por la presencia de cuencas de múltiples canales. Al menos cuatro de esas cuencas, ahora casi destruidas, han controlado en gran medida la distribución de los materiales de las llanuras y las tendencias estructurales en el área del mapa. Muchos cráteres, interpretados como de origen de impacto , muestran un espectro de estilos de modificación y estados de degradación. La interacción entre cuencas, cráteres y llanuras en este cuadrilátero proporciona pistas importantes sobre los procesos geológicos que han formado la morfología de la superficie mercuriana. ^[1]

Varias características de bajo albedo son evidentes en las vistas terrestres del cuadrángulo de Miguel Ángel, ^[2] pero estas características no parecen correlacionarse directamente con ninguna unidad de terreno cartografiada. Solitudo Promethei puede corresponder a un depósito de materiales de llanura centrados en –58 °, 135 °, y Solitudo Martis puede corresponder a materiales similares en –30 ° a –40 °, 90 ° a 100 °. Los datos de color (naranja / ultravioleta) presentados en Hapke y otros (1980) tampoco muestran una correlación particular con los tipos de terreno cartografiados. La región "amarilla" (naranja / ultravioleta moderadamente alta) centrada en -33 °, 155 ° parece corresponder a un depósito de llanuras suaves, pero la región se superpone a un terreno adyacente lleno de cráteres. ^[1]

Mariner 10 fotomosaico

Los datos del Mariner 10 incluyen una cobertura fotográfica completa del cuadrilátero a una resolución de unos 2 km. Además, doce estereopares cubren áreas dispersas en el cuadrilátero; ^[3] estas fotografías se utilizaron para complementar la interpretación geológica. Aproximadamente 10 ° de longitud del cuadrilátero H-13 ( provincia de Solitudo Perséfonos ) adyacente al oeste se incluyen en el área del mapa porque no se adquirieron suficientes datos Mariner 10 de este cuadrilátero para justificar la producción de otro mapa.

Estratigrafía

Materiales de cuencas antiguas

El mapeo sistemático del cuadrilátero de Miguel Ángel ha revelado la presencia de cuatro cuencas de múltiples canales casi destruidas. Estas cuencas se denominan aquí por cráteres con nombre superpuestos no relacionados, como se hizo para las cuencas lunares altamente degradadas (Wilhelms y El-Baz, 1977). De mayor a menor, las cuencas son: ^[1]

Nombre	Centro (lat, largo)	Diámetros de anillo (km)
		Interno	Segundo	Tercero	Cuatro	Quinto
Barma-Vicente	–52 °, 162 °	360	725	950	1250	1700
Bartok-Ives	–33 °, 115 °	480	790	1175	1500
Hawthorne-Riemenschneider	–56 °, 105 °	270	500	780	1050
Eitoku-Milton	–23 °, 170 °	280	590	850	1180

La presencia de estas cuencas está indicada por tres criterios: (1) macizos aislados que parecen sobresalir a través de materiales superpuestos; (2) segmentos arqueados de crestas (rupes) alineados con material de macizo; y (3) escarpes arqueados alineados tanto con macizos como con crestas. ^[1]

Debido a que ninguna de las cuatro cuencas tiene depósitos de eyección que se conservan, se supone que las cuencas son las características más antiguas en el área del mapa; además, están sepultados o enterrados por todas las demás unidades. Las cifras para las edades relativas de las cuencas se basan en la densidad de los cráteres de impacto primario superpuestos y las relaciones estratigráficas. Estos resultados son inciertos, ya que la densidad de cráteres del terreno con muchos cráteres en Mercurio varía de 11,2 a 17,4 × 10–5 km-2 para cráteres de diámetros de 20 km o más (Guest y Gault, 1976). Los resultados obtenidos son consistentes con una asignación cualitativa de edad relativa que se basa en la posición y tamaño de estas antiguas cuencas.

Las cuencas han controlado en gran medida los procesos geológicos posteriores en el área del mapa. Se encuentran grandes concentraciones de depósitos de llanuras suaves dentro de los límites de las cuencas y en las intersecciones de anillos de diferentes cuencas. Además, las tendencias de los segmentos escarpados, interpretados por algunos investigadores como expresiones de fallas de empuje asociadas con la compresión global ^[4] (Dzurisin, 1978), se desvían en patrones concéntricos de cuenca en su intersección con anillos de cuenca. Estas relaciones también se han observado para cuencas antiguas tanto en la Luna (Schultz, 1976) como en Marte (Schultz y otros, 1982; Chicarro y otros, 1983).

Además de las cuatro cuencas de múltiples canales, una antigua cuenca de dos anillos, Surikov , también es evidente a –37 °, 125 °. Es único entre las cuencas de dos anillos en el área del mapa porque, aunque el anillo interior está bien conservado y es similar en morfología a los anillos de picos de cuencas frescas como Bach , el anillo exterior está casi totalmente borrado. Esta morfología es similar a la de la cuenca lunar Grimaldi y sugiere un período prolongado de rejuvenecimiento estructural a lo largo de los márgenes del anillo interior. La densidad de cráteres en esta cuenca sugiere que es una de las más antiguas del área del mapa.

Materiales de llanuras más antiguos

La unidad de llanuras reconocible más antigua en el área del mapa es el material de llanuras entre cráteres, originalmente descrito por Trask y Guest. ^[5] Este material es generalmente ondulado a montículos y parece subyacer a extensiones de terreno lleno de cráteres, como lo demuestra la superposición de muchos secundarios que se fusionan de grandes cráteres adyacentes. En algunas áreas, el material de las llanuras entre cráteres parece tener cráteres c1 y se encuentra en todas las cuencas degradadas descritas anteriormente. El origen del material de las llanuras entrecráteres mercurianos sigue siendo desconocido. Modelos volcánicos ^{[4] [5]} (Strom, 1977) y de impacto-escombros ^[6](Oberbeck y otros, 1977). Es muy probable que el material sea poligenético, que incluye restos de cráteres y cuencas y posiblemente antiguos flujos volcánicos. Física y litológicamente se asemeja al megaregolito de las tierras altas lunares.

Materiales para lavabos más jóvenes

Al menos siete cuencas en o parcialmente en el cuadrángulo de Miguel Ángel posteriores a la fecha o son contemporáneas con las últimas etapas de deposición de material de llanuras entre cráteres. Dostoievskij (–44 °, 176 °) muestra un solo anillo; presumiblemente, el anillo de pico interior está enterrado por material llano. La eyección de esta cuenca puede cartografiarse hasta 450 km del borde; varias cadenas de cráteres secundarios se encuentran al sureste del borde. Aunque Dostoevskij se consideró un ejemplo típico de un gran cráter c3 (McCauley y otros, 1981), los recuentos de cráteres indican que es mucho más antiguo. El impacto de Dostoievskij probablemente ocurrió en tiempo de cl.

La cuenca de Tolstoj se centra en el cuadrilátero de Tolstoj a –16 °, 165 ° (Schaber y McCauley, 1980). Consta de tres anillos discontinuos; La eyección puede mapearse hasta 350 km del anillo más externo. La densidad de cráteres superpuestos sugiere una edad más antigua que la Cuenca Caloris, ya sea tardía c1 o temprana c2. Una pequeña cuenca sin nombre a –48 °, 136 ° también puede haberse formado en este intervalo de tiempo, pero su edad es incierta debido a su entierro parcial por eyección del cráter Delacroix (–44 °, 129 °).

Los efectos del impacto de Caloris en el área del mapa no son evidentes de inmediato. No hay evidencia de eyección de Caloris y la mayoría de las tendencias estructurales parecen no estar relacionadas con este impacto. Sin embargo, cerca del borde oeste del mapa hay dos grupos de grandes cráteres superpuestos centrados en –31 °, 183 ° y –49 °, 182 °. Estos grupos parecen haberse formado simultáneamente, ya que no es evidente una secuencia estratigráfica específica. Sobre la base de grupos de cráteres de apariencia similar en las tierras altas lunares, que se han interpretado como secundarios de las cuencas Imbrium y Orientale (Schultz, 1976; Wilhelms, 1976b; Eggleton, 1981), estos grupos de cráteres se interpretan como secundarios de la cuenca Caloris. Siguiendo la terminología desarrollada por McCauley y otros (1981) los hemos asignado a laFormación Van Eyck , Facies de cráter secundario. Estos secundarios se superponen a la eyección de Dostoevskij y, por lo tanto, confirman esa cuenca como pre-Caloris. Determinamos una densidad de cráter de referencia para Caloris en el cuadrilátero de Shakespeare con el fin de correlacionar las edades de la cuenca con ese datum estratigráfico.

La cuenca de Beethoven(–20 °, 124 °), parcialmente expuesto en el cuadrilátero de Miguel Ángel, consta de un anillo de 660 km de diámetro. La edad exacta de Beethoven es incierta; la densidad de los cráteres de impacto primario superpuestos sugiere una edad c3 tardía posterior a Caloris, pero puede ser tan antigua como la edad c2 temprana debido a la gran variedad de errores en la estimación de la edad del cráter. Las eyecciones de Beethoven son muy extensas al este y sureste del borde de la cuenca y se pueden cartografiar hasta 600 km hacia abajo desde el borde. Sin embargo, las eyecciones parecen estar casi ausentes en el lado oeste de la cuenca. La razón de esta asimetría no está clara; posiblemente Beethoven sea el resultado de un impacto oblicuo que produjo una distribución asimétrica de eyecta (Gault y Wedekind, 1978), o posiblemente la textura radial de la cuenca en el área del borde occidental haya sido borrada por eyecta de Valmiki .

Las otras cuencas en el cuadrilátero son Michelangelo , Valmiki y Bach. Todos contienen dos anillos y parecen ser de transición entre grandes cráteres y cuencas de múltiples cables. Todos son posteriores al evento Caloris.

Materiales de llanuras más jóvenes

La más antigua de las tres unidades de llanuras más jóvenes es material de llanuras intermedias. Se forma de superficies planas a suavemente onduladas y ambos ensancha extensiones de terreno lleno de cráteres y llena los pisos de los cráteres. Tanto los contactos superiores como los inferiores con otras unidades de llanuras son graduales. Estas gradaciones sugieren que la asignación de edad a los depósitos de las llanuras en Mercurio depende en parte de la abundancia relativa de cráteres secundarios superpuestos, cuyas densidades varían ampliamente en función de los cráteres de origen cercanos.

La unidad de llanuras lisas forma tanto depósitos regionales generalizados como material del suelo del cráter. Los depósitos regionales tienen significativamente menos cráteres que los de otras unidades de llanuras, aunque típicamente muestran densidades de cráteres comparables a las marias lunares más antiguas (Murray y otros, 1974). La unidad contiene característicamente crestas tipo yegua , aunque no se han observado frentes de flujo en el área del mapa.

El origen de los materiales de las llanuras más jóvenes es fundamental para la historia geológica de Mercurio. Se cree que son volcánicas ^{[4] [7]} o una facies de eyección balística ^[6](Oberbeck y otros, 1977). La interpretación favorecida aquí es que grandes partes de estas llanuras suaves son de origen volcánico, porque (1) están distribuidas regionalmente y no tienen una fuente obvia de deposición balística; (2) grandes extensiones están confinadas dentro de ambientes de depósito de cuencas, análogos a la maría lunar; (3) existe evidencia indirecta en otras partes de Mercurio de la modificación volcánica de los cráteres de impacto (Schultz, 1977); y (4) los posibles cráteres de colapso volcánico están asociados con cráteres llenos de llanuras (–61 °, 161 ° y –57 °, 102 °). Partes de depósitos de llanuras suaves pueden ser una mezcla compleja de eyecciones de cráteres superpuestos.

Una unidad de llanura muy suave se produce solo como material de piso en los cráteres c4 y c5 más jóvenes. El material se interpreta como derretimiento por impacto de cráter y escombros clásticos asociados.

Materiales del cráter

Los depósitos de cráteres se mapean estratigráficamente de acuerdo con una secuencia de degradación morfológica ideada por NJ Trask (McCauley y otros, 1981). Este método asume que (1) todos los cráteres de un rango de tamaño dado inicialmente se parecen a cráteres frescos y (2) los grados de erosión por impacto son constantes para todos los cráteres dentro de una secuencia morfológicamente definida. Aunque estas condiciones se mantienen en general, la degradación puede acelerarse localmente por eventos de impacto adyacentes e inundaciones por materiales de llanura y, en raras ocasiones, puede desacelerarse por rejuvenecimiento estructural de elementos topográficos de cráteres. Por lo tanto, el significado estratigráfico de la morfología del cráter es solo aproximado. Por analogía con los materiales lunares, se cree que todos los materiales del cráter mapeados son de origen de impacto. Solo se cartografían los cráteres de más de 30 km de diámetro.

Las grandes cuencas del cuadrilátero de Miguel Ángel se han fechado relativamente contando la densidad acumulada de cráteres de impacto primario superpuestos que tienen diámetros superiores a 20 km. Esta técnica ha demostrado ser de gran valor para fechar cuencas lunares (Wilhelms, en prensa), donde no existen relaciones de superposición obvias. Los resultados de estos recuentos de cráteres indican que Dostoevskij, que se presume tiene una edad c3 (McCauley y otros, 1981), es en realidad una de las cuencas más antiguas en el área del mapa (c1 temprano). Por lo tanto, la determinación morfológica estricta de la edad estratigráfica puede tener un error significativo.

A lo largo del área del mapa hay grupos y cadenas de cráteres que son satélites tanto para los cráteres como para las cuencas, pero el cráter anfitrión puede no ser identificable en todas partes. Se interpreta que este material proviene de cráteres de impacto secundario de una amplia variedad de edades. Muchos secundarios de mercurio están bien conservados y tienen bordes afilados y no redondeados. Esta morfología es probablemente una consecuencia de la mayor gravedad del mercurio, en relación con la Luna, que produce mayores velocidades de impacto para la eyección del cráter en la superficie del mercurio (Scott, 1977). ^[8]

Estructura

Los anillos asociados con las cuatro cuencas antiguas son las estructuras más antiguas dentro del área cartografiada y hasta cierto punto han controlado las tendencias estructurales del tectonismo posterior . Varias de las crestas lobuladas descritas por Strom ^[9] siguen patrones arqueados a lo largo de los anillos de la cuenca Barma-Vincente ; Hero Rupes es un ejemplo. Estas crestas lobuladas parecen ser de origen tectónico compresivo y, aunque tienen una distribución global, pueden ser desviadas localmente por la presencia de estructuras preexistentes relacionadas con la cuenca. Se pueden ver efectos adicionales de estos antiguos anillos de cuenca donde el borde de Dostoevskij se cruza con los anillos Barma-Vincente (por ejemplo, el horsta –40 °, 174 °); partes del borde de Dostoievskij parecen haber sido estructuralmente acentuadas por esta intersección. Estas relaciones son similares a las asociadas con cuencas antiguas altamente degradadas en Marte (Chicarro y otros, 1983). El material de las llanuras lisas muestra numerosas crestas que generalmente se asemejan a las crestas de las yeguas lunares y también se consideran de origen tectónico. Las crestas mercurianas probablemente estén relacionadas con tensiones compresivas menores que son posteriores al emplazamiento de llanuras lisas. Numerosos lineamientos están asociados con el material del borde de la cuenca, pero la mayoría de estos lineamientos probablemente estén relacionados con la deposición de eyecciones. Algunas pueden ser fallas, particularmente cuando ocurren cerca de anillos de cuencas preexistentes.

Historia geológica

La historia geológica interpretable del cuadrilátero de Miguel Ángel comienza con la formación de las cuatro antiguas cuencas de múltiples canales. De mayor a menor, son: Barma-Vincente, Bartok-Ives, Hawthorne-Riemenschneider y Eitoku-Milton. Estas cuencas presumiblemente se formaron durante el período de fuertes bombardeos inferidos de la historia lunar (Wilhelms, en prensa). Contemporáneo con su formación y poco después, fue la deposición del material de las llanuras entre cráteres. Esta unidad tiene una historia compleja de deposición; fue reelaborado en su lugar y probablemente incluye brechas plutónicasrocas y posiblemente antiguos flujos volcánicos. La deposición del material de las llanuras entre cráteres estaba disminuyendo a medida que se formaban las siguientes cuencas más antiguas (Dostoevskij, Tolstoj). En parte superpuesto a su formación estaba la deposición del material de las llanuras intermedias, probablemente emplazado en parte como eyecta de la cuenca distal y en parte como flujos volcánicos. La deformación regional de estas unidades de llanuras por tectónica compresiva, formando escarpes, fue contemporánea con su deposición.

El impacto de Caloris ocurrió durante el tiempo de formación del material de llanuras intermedias. En el área del mapa, la eyección de Caloris puede estar presente en profundidad o puede haber sido reelaborada localmente por impactos adyacentes. Son evidentes dos grupos de cráteres secundarios Caloris. Poco después del impacto de Caloris, se depositó un extenso material de llanuras lisas, probablemente de origen volcánico. Durante este período de deposición se produjeron los impactos de la última de las principales cuencas (Beethoven, Michelangelo, Valmiki y Bach). La actividad tectónica menor continuó a medida que se desarrollaban escarpas y crestas de arrugas lunares tipo yegua dentro de los materiales de las llanuras lisas.

La tasa de cráteres disminuyó rápidamente a medida que se produjeron los cráteres c3, c4 y c5. La producción de regolitos continúa hasta el día de hoy en todas las unidades. Si la historia geológica de la Luna es una guía, la mayoría de los eventos discutidos fueron esencialmente completos dentro de los primeros 1.5 a 2.000 millones de años de la historia de Mercurio (Murray y otros, 1975). Se puede encontrar un resumen de la geología mercuriana global en Guest y O'Donnell (1977) y Strom. ^[9]

Fuentes

• Spudis, Paul D .; James G. Prosser (1984). "Mapa geológico del cuadrilátero de Mercurio de Miguel Ángel (H-12)" (PDF) .Preparado para la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio por el Departamento del Interior de EE. UU., Servicio Geológico de EE. UU. Publicado en papel como Mapa I – 1659 de la Serie de Investigaciones Varias del USGS, como parte del Atlas de Mercurio, Serie Geológica 1: 5,000,000. La copia impresa está disponible para la venta en US Geological Survey, Information Services, Box 25286, Federal Center, Denver, CO 80225

Referencias

1. Spudis, Paul D .; James G. Prosser (1984). "Mapa geológico del cuadrilátero de Mercurio de Miguel Ángel (H-12)" (PDF) .
2. Davies, YO; Dwornik, SE; Gault, DE; Strom, RG (1978). Atlas de Mercurio . Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio. pag. 15. ISBN 978-1-114-27448-8. Publicación especial SP-423.
3. Davies, YO; Dwornik, SE; Gault, DE; Strom, RG (1978). Atlas de Mercurio . Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio. págs. 114-115. ISBN 978-1-114-27448-8. Publicación especial SP-423.
4. Strom, RG; Trask, Nueva Jersey; Invitado, JE (1975). "Tectonismo y vulcanismo en Mercurio". Revista de Investigaciones Geofísicas . 80 (17): 2478–2507. doi : 10.1029 / jb080i017p02478 .
5. Trask, Nueva Jersey; Invitado, JE (1975). "Mapa preliminar del terreno geológico de Mercurio". Revista de Investigaciones Geofísicas . 80 (17): 2461–2477. doi : 10.1029 / jb080i017p02461 .
6. Wilhelms, DE (1976). "Vulcanismo mercuriano cuestionado". Ícaro . 28 (4): 551–558. doi : 10.1016 / 0019-1035 (76) 90128-7 .
7. Trask, Nueva Jersey; Strom, RG (1976). "Evidencia adicional de vulcanismo mercuriano". Ícaro . 28 (4): 559–563. Bibcode : 1976Icar ... 28..559T . doi : 10.1016 / 0019-1035 (76) 90129-9 .
8. Gault, DE; Invitado, JE; Murray, JB; Dzurisin, D .; Malin, MC (1975). "Algunas comparaciones de cráteres de impacto en Mercurio y la Luna". Revista de Investigaciones Geofísicas . 80 (17): 2444–2460. doi : 10.1029 / jb080i017p02444 .
9. Strom, RG (1979). "Mercurio: una evaluación post-Mariner 10". Reseñas de ciencia espacial . 24 (1): 3–70. doi : 10.1007 / bf00221842 .

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Quadrangles on Mercury
H-1 Borealis (features)
H-5 Hokusai (features)		H-4 Raditladi (features)		H-3 Shakespeare (features)		H-2 Victoria (features)
H-10 Derain (features)	H-9 Eminescu (features)		H-8 Tolstoj (features)		H-7 Beethoven (features)		H-6 Kuiper (features)
H-14 Debussy (features)		H-13 Neruda (features)		H-12 Michelangelo (features)		H-11 Discovery (features)
H-15 Bach (features)