Colosal descubrimiento en Marte revela que es un planeta más activo de lo que se pensaba
¡Marte no está muerto! Un nuevo hallazgo sugiere que la superficie engañosamente tranquila del planeta puede ocultar un interior más tumultuoso de lo que se pensaba anteriormente.
Crédito: Adrien Broquet & Audrey Lasbordes.
En la Tierra, las placas tectónicas cambiantes reorganizan la superficie del planeta y crean un interior dinámico, por lo que la ausencia de tales procesos en Marte llevó a muchos a pensar en él como un planeta muerto, donde no sucedió mucho en los últimos 3 mil millones de años.
Pero en una nueva edición de Nature Astronomy, científicos de la Universidad de Arizona desafían los puntos de vista actuales sobre la evolución geodinámica marciana con un informe sobre el descubrimiento de una pluma de manto activa que empuja la superficie hacia arriba y provoca terremotos y erupciones volcánicas.
«Nuestro estudio presenta múltiples líneas de evidencia que revelan la presencia de una pluma mantélica activa gigante en el Marte actual», dijo Adrien Broquet, investigador asociado postdoctoral en el Laboratorio Planetario y Lunar (LPL) de Universidad de Arizona y coautor del estudio con Jeff Andrews-Hanna, profesor asociado de ciencia planetaria en la LPL.
Un mapa que muestra la ubicación de la pluma del manto en contexto con las detecciones sísmicas de InSight. Crédito: Broquet y Andrews-Hanna, Nat. Astron., 2022.
Las plumas del manto son grandes columnas de roca cálida y flotante que se elevan desde las profundidades de un planeta y atraviesan su capa intermedia —el manto— para llegar a la base de su corteza, lo que provoca terremotos, fallas y erupciones volcánicas. La cadena de islas de Hawái, por ejemplo, se formó cuando la placa del Pacífico se desplazó lentamente sobre una pluma del manto.
«Tenemos pruebas sólidas de que las plumas del manto están activas en la Tierra y Venus, pero esto no se espera en un mundo pequeño y supuestamente frío como Marte», señaló Andrews-Hanna. «Marte estuvo más activo hace 3 o 4 mil millones de años, y la opinión predominante es que el planeta está esencialmente muerto hoy».
«Una enorme cantidad de actividad volcánica al principio de la historia del planeta construyó los volcanes más altos del sistema solar y cubrió la mayor parte del hemisferio norte con depósitos volcánicos», añadió Broquet. «La poca actividad que ha ocurrido en la historia reciente generalmente se atribuye a procesos pasivos en un planeta que se está enfriando».
Las Planicies de Elíseo
Los investigadores se sintieron atraídos por una sorprendente cantidad de actividad en una región de Marte, por lo demás anodina, llamada Elysium Planitia, una llanura dentro de las tierras bajas del norte de Marte, cerca del ecuador. A diferencia de otras regiones volcánicas de Marte, que no han experimentado una gran actividad durante miles de millones de años, esta llanura experimentó grandes erupciones en los últimos 200 millones de años.
Este render hecho en base a imágenes tomadas por el orbitador Mars Express de la Agencia Espacial Europea muestra una vista oblicua enfocada en una de las fracturas que forman el sistema Cerberus Fossae. Las fracturas atraviesan colinas y cráteres, lo que indica su relativa juventud.
«El trabajo anterior de nuestro grupo encontró evidencia en Elysium Planitia de la erupción volcánica más joven conocida en Marte», dijo Andrews-Hanna. «Creó una pequeña explosión de ceniza volcánica hace unos 53.000 años, que en tiempo geológico es esencialmente ayer».
El vulcanismo en Elysium Planitia se origina en Cerberus Fossae, un conjunto de fisuras jóvenes que se extienden por casi 1.300 kilómetros a través de la superficie marciana. Recientemente, el equipo InSight de la NASA descubrió que casi todos los terremotos marcianos emanan de esta región. Aunque esta joven actividad volcánica y tectónica había sido documentada, la causa subyacente seguía siendo desconocida.
Los dos terremotos más grandes detectados por InSight parecen haberse originado en una región de Marte llamada Cerberus Fossae. Los científicos detectaron previamente aquí señales de actividad tectónica, incluidos deslizamientos de tierra. Esta imagen fue tomada por la cámara HiRISE del Mars Reconnaisance Orbiter de la NASA.
En la Tierra, el vulcanismo y los terremotos tienden a estar asociados con las plumas del manto o con la tectónica de placas, el ciclo global de continentes a la deriva que continuamente recicla la corteza.
«Sabemos que Marte no tiene placas tectónicas, por lo que investigamos si la actividad que vemos en la región de Cerberus Fossae podría ser el resultado de una pluma mantélica», dijo Broquet.
Las plumas del manto, que pueden considerarse análogas a gotas calientes de cera que se elevan en las lámparas de lava, delatan su presencia en la Tierra a través de una secuencia clásica de eventos. El material cálido del penacho empuja contra la superficie, elevando y estirando la corteza. La roca fundida del penacho entra en erupción como basaltos de inundación que crean vastas llanuras volcánicas.
Cuando el equipo estudió las características de Elysium Planitia, encontraron evidencia de la misma secuencia de eventos en Marte. La superficie se ha elevado más de un kilómetro y medio, lo que la convierte en una de las regiones más altas de las vastas tierras bajas del norte marciano. Los análisis de variaciones sutiles en el campo de gravedad indicaron que este levantamiento se sostiene desde las profundidades del planeta, lo que es consistente con la presencia de una pluma de manto.
Evidencia de levantamiento dinámico de una pluma del manto a partir de la gravedad y la topografía de longitud de onda larga. Crédito: Broquet y Andrews-Hanna, Nat. Astron., 2022.
Otras mediciones mostraron que el piso de los cráteres de impacto está inclinado en la dirección de la columna, lo que respalda aún más la idea de que algo empujó la superficie hacia arriba después de que se formaron los cráteres. Finalmente, cuando los autores aplicaron un modelo tectónico al área, encontraron que la presencia de un penacho gigante, de 4.000 kilómetros de ancho, era la única forma de explicar la extensión responsable de la formación de Cerberus Fossae.
«En términos de lo que espera ver con una pluma de manto activa, Elysium Planitia está marcando todas las casillas correctas», dijo Broquet, y agregó que el hallazgo plantea un desafío para los modelos utilizados por los científicos planetarios para estudiar la evolución térmica de los planetas. «Este penacho del manto ha afectado un área de Marte aproximadamente equivalente a la de los Estados Unidos continentales. Los estudios futuros tendrán que encontrar una manera de explicar un penacho del manto muy grande que no se esperaba que estuviera allí».
Vida subterránea
«Solíamos pensar que InSight aterrizó en una de las regiones geológicamente más aburridas de Marte, una bonita planicie que debería ser más o menos representativa de las tierras bajas del planeta», comentó Broquet. «En cambio, nuestro estudio demuestra que InSight aterrizó justo encima de una cabeza de pluma activa».
La presencia de una pluma activa afectará las interpretaciones de los datos sísmicos registrados por InSight, que ahora debe tener en cuenta el hecho de que esta región está lejos de ser normal para Marte.
Interpretación artística de una pluma de manto activa, una gran masa de roca cálida y flotante, que se eleva desde las profundidades de Marte y empuja hacia Elysium Planitia, una llanura dentro de las tierras bajas del norte del planeta. Crédito: Adrien Broquet y Audrey Lasbordes.
«Tener una pluma de manto activa en Marte hoy es un cambio de paradigma para nuestra comprensión de la evolución geológica del planeta», apuntó Broquet. «Es similar a cuando los análisis de las mediciones sísmicas registradas durante la era Apolo demostraron que el núcleo de la Luna estaba fundido».
Sus hallazgos también podrían tener implicaciones para la vida en Marte, dicen los autores. La región estudiada experimentó inundaciones de agua líquida en su pasado geológico reciente, aunque la causa sigue siendo un misterio. El mismo calor de la columna que alimenta la actividad volcánica y sísmica en curso también podría derretir el hielo para provocar inundaciones y provocar reacciones químicas que podrían sustentar la vida en las profundidades subterráneas.
«Los microbios en la Tierra prosperan en entornos como este, y eso también podría ser cierto en Marte», concluyó Andrews-Hanna.
Fuente: EurekAlert. Edición: MP.
