Marte tiene glaciares de dióxido de carbono

 

En 1666, el famoso astrónomo y matemático italiano Giovanni Cassini (el hombre que descubrió cuatro de las lunas más grandes de Saturno) observó los casquetes polares marcianos por primera vez. Sin embargo, no fue hasta finales del siglo XVIII, cuando Sir William Herschel registró sus propias observaciones, que se estableció la conexión con los casquetes polares de la Tierra. En su tratado posterior, “Sobre las notables apariciones en las regiones polares del planeta Marte” (1784), observó cómo el casquete sur crecía y se encogía debido a los cambios estacionales.

Con el desarrollo de telescopios modernos y exploradores robóticos, los científicos han aprendido mucho más sobre estos depósitos polares. En 2011, se enteraron de que, a diferencia de la capa de hielo más al norte, el casquete sur está compuesto en gran parte de dióxido de carbono congelado (también conocido como «hielo seco»). Según una nueva investigación dirigida por el Instituto de Ciencias Planetarias (PSI), los glaciares de hielo de dióxido de carbono han sido características de movimiento y tallado en la región del polo sur durante más de 600.000 años, ¡y están en movimiento ahora mismo!

El equipo de investigación estuvo dirigido por isaac smithex investigador científico de PSI y profesor asistente de Ciencias de la Tierra y el Espacio en la Universidad de York en Toronto (donde también tiene una Cátedra de Investigación de Canadá en Ciencias Planetarias). A él se unieron geólogos, glaciólogos e ingenieros del PSI, la Universidad de York, el Instituto de Ciencias de Baja Temperatura y Centro de Investigación del Ártico en la Universidad de Hokkaido en Japón, y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA.

La presencia de glaciares de dióxido de carbono en la región polar sur de Marte fue confirmado por primera vez en 2011 por el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Junto con los datos obtenidos por Mars Express de la ESA, los científicos notaron que fluían como lo hacen los glaciares de hielo de agua aquí en la Tierra, según las características de la superficie que esculpieron a su paso. Como Smith describió en un PSI reciente presione soltar:

“Hace aproximadamente 600.000 años, CO2 El hielo comenzó a formarse en el polo sur marciano. Debido a los ciclos climáticos, el hielo ha aumentado en volumen y masa varias veces, interrumpido por períodos de pérdida de masa por sublimación. Si el hielo nunca hubiera fluido, estaría en su mayor parte donde se depositó originalmente, y el hielo más grueso tendría solo unos 45 metros de espesor. En cambio, debido a que fluyó cuesta abajo hacia cuencas y canales en espiral, cuencas curvilíneas, donde se estanque, pudo formar depósitos que alcanzaron un kilómetro de espesor”.

Estas observaciones también mostraron que la porción de la capa de hielo compuesta por hielo de agua parece estar estacionaria, permaneciendo en altitudes elevadas. En investigaciones anteriores, a las que Smith ayudó a contribuir mientras aún estaba en el PSI, los científicos investigaron las propiedades de fuerza (también conocidas como leyes de flujo) de los glaciares de dióxido de carbono para determinar por qué sucedía esto. Sus resultados indicaron que bajo los tipos de condiciones que existen alrededor de la región polar sur, los flujos de hielo de dióxido de carbono eran casi 100 veces más rápidos que los glaciares de hielo de agua.

Para esto, concluyeron que el hielo de CO2 se comporta como los glaciares aquí en la Tierra, lo que hace que la capa de hielo de agua que se mueve lentamente parezca estacionaria. “Los glaciares tienen suficiente masa que, si se sublimaran, duplicarían la presión atmosférica del planeta”, agregó Smith, citando un Documento de 2018 de Than Putzig, científico sénior de PSI y coautor de este artículo. “El glaciar más largo tiene unos 200 kilómetros de largo y unos 40 kilómetros de ancho. ¡Estos son grandes!”

Para este estudio, Smith y sus colegas confiaron en la NASA Modelo de capa de hielo y sistema de nivel del mar (ISSM) para modelar los movimientos del glaciar. Cuando se adaptaron a las condiciones en la superficie de Marte y con CO2, encontraron que los métodos típicos no estaban moviendo los glaciares de dióxido de carbono. Descubrieron que mientras la actividad continúa, las tasas de flujo alcanzaron su punto máximo hace unos 400.000 años, cuando la deposición estaba en su punto más alto. Dado que su hielo actualmente está disminuyendo en masa, dijo Smith, la tasa de flujo de los glaciares se encuentra actualmente en un «período lento»:

“La deposición atmosférica colocaría el hielo en un patrón que no vemos. Sería mucho más uniforme y más delgado. Lo que proporciona la interpretación del glaciar es un mecanismo para mover el hielo desde lugares altos hacia las cuencas inferiores que también se encuentran en niveles más bajos. [latitudes].

“Si la deposición atmosférica fuera el único proceso que actúa sobre el hielo, entonces la mayor parte se encontraría en la latitud más alta y en la elevación más alta. Ese no es el caso. El hielo fluye cuesta abajo hacia las cuencas, al igual que el agua fluye cuesta abajo hacia los lagos. Solo el flujo glacial puede explicar la distribución que encontramos en 2018”.

Este trabajo se ve reforzado por investigaciones adicionales realizadas por Smith y su equipo, que identificaron varias características de la superficie que son muy buenos análogos de las características que se ven en los glaciares terrestres. Estos incluyen perfiles topográficos, grietas y crestas de compresión, que proporcionaron una base para comparar con sus modelos ISSM adaptados. Estos hallazgos también podrían informar futuras encuestas planetarias y apuntar hacia una actividad glaciar más «similar a la Tierra».

Hasta la fecha, la Tierra, Marte y Plutón son los únicos cuerpos en el Sistema Solar que se sabe que tienen hielo que fluye activamente, desde hielo de agua y CO2 al nitrógeno congelado. Pero hay muchos otros cuerpos helados en el Sistema Solar, incluidos los satélites más grandes que orbitan alrededor de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, y el creciente número de planetas más pequeños descubiertos en el Cinturón de Kuiper. Muchos de estos mismos cuerpos experimentan intercambios regulares entre su interior y su superficie (rejuvenecimiento endógeno, criovulcanismo, etc.).

¡Muchos de estos cuerpos probablemente tendrán sus propios glaciares compuestos de sustancias como monóxido de carbono, amoníaco y metano, que podrían comportarse de formas aún más exóticas! En los próximos años, los científicos podrán probar estas teorías gracias a misiones como la Clipper Europa y el Orbitador Encelado, que explorará dos satélites principales que tienen océanos interiores y que incluso pueden albergar vida. La dinámica de sus superficies heladas podría proporcionar evidencia adicional de cómo se formaron y evolucionaron estas lunas.

El artículo que describe sus hallazgos apareció recientemente en la revista Planetas JGR, una publicación supervisada por la Unión Geológica Americana (AGU).

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