Termokarst, casquetes de hielo y una ventana al clima de Marte.

Tenemos la inmensa suerte de vivir en un momento emocionante de la historia, especialmente de la exploración espacial. Hemos explorado mundos más allá de Plutón y hemos visto de cerca los criovolcanes de Encélado demostrando que la geología activa no acaba en nuestro planeta, sino que incluso en cuerpos mucho más pequeños pueden existir procesos que sean capaces de renovar su superficie, cual lifting geológico.

Uno de los planetas que más y mejor hemos podido estudiar ha sido Marte, tanto desde su superficie, como desde la órbita. Precisamente hoy os traemos una imagen que a mi me ha parecido una de las más bonitas que he podido ver hasta la fecha, especialmente por la cantidad de información que contiene.

El que avisa no es traidor…

El 10 de Marzo de 2006 llegó a Marte una de las misiones espaciales más veteranas que siguen en funcionamiento, la Mars Reconnaissance Orbiter, que ha revolucionado nuestro conocimiento de la superficie marciana gracias a su cámara HiRISE, y que por cierto, podéis seguir en castellano a través de este enlace: https://www.uahirise.org/es/

La HiRISE es una cámara conectada a un telescopio de medio metro de diámetro, el más grande instalado en una misión más allá de la órbita terrestre, capaz de tomar imágenes de la superficie de Marte con una resolución de 30 centímetros por píxel, un nivel de resolución similar al que podemos apreciar en muchas de las imágenes de Google Earth de nuestro propio planeta.

Además, la cámara no solo es capaz de trabajar en blanco y negro, sino que también puede tomar imágenes en color e incluso en el infrarrojo, ayudándonos a conocer mejor los materiales de la superficie de Marte y como varían estos.

A mediados de esta semana, revisando las últimas imágenes publicadas en la web de la HiRISE llegué a esta tomada el pasado 30 de octubre de 2018:

La imagen en cuestión, cuya referencia es ESP_057466_1230. NASA/JPL/University of Arizona

Si os fijáis en la imagen, se aprecia un gran agujero sobre una llanura. Nada muy destacable, quizás, a primera vista, puesto que la imagen captura una parte muy pequeña de la superficie. Pero miremos con un poco más de perspectiva.

Imagen
P13_005947_1223_XN_57S263W, tomada por la cámara de contexto de la Mars Reconnaissance Orbiter. NASA/JPL.

La imagen de arriba fue tomada por la Cámara de Contexto (CTX), que viaja en la Mars Reconnaissance Orbiter también. Sirve para poner en contexto, valga la redundancia, las imágenes de la HiRISE, que capturan un área mucho más pequeña.

Si os fijáis, salvo el agujero central, es una zona de una topografía muy suave, con algunas formas que recuerdan montes casi borrados por completo, y con un único cráter de impacto reciente, al menos a esta escala.

Que no haya más cráteres de impacto recientes visibles en la imagen puede significar dos cosas: o que la superficie se ha rejuvenecido en el pasado reciente o bien que está cubierta por algo.

Para más datos, la foto está centrada alrededor de la latitud 56ºS, en las que en nuestro planeta encontraríamos un clima de tipo periglacial en la actualidad, donde el terreno sufre procesos de congelación y descongelación, creando unas formas del relieve muy concretas… ¿estaremos ante el mismo caso en Marte? Volvamos de nuevo a la primera imagen.

Nos gusta darle vueltas a las cosas… NASA/JPL/University of Arizona

Si nos fijamos en el interior del agujero, no parece que el responsable de su formación haya sido un gran deslizamiento. No se aprecian lenguas de material y aisladamente el margen izquierdo parece que exista un par de zonas deslizadas…

En cambio hay un agujero… en nuestro planeta hay un tipo de modelado que provoca zonas deprimidas el terreno, cavernas e incluso simas, es el modelado karstico, que se forma por la disolución de rocas principalmente carbonatadas, aunque también puede aparecer sobre yesos. Desgraciadamente hasta el momento no hemos encontrado grandes afloramientos de carbonatos, y este no es uno de ellos.

Pero el karst tiene una variante, el termokarst, en el que la fusión del hielo en zonas donde estos hielos son estables por las bajas temperaturas puede dejar huecos debajo de la superficie que favorezcan el hundimiento de esta. En nuestro planeta, de hecho ocurre también.

La imagen de Google Maps de arriba es del cráter de Batagaika, un agujero de un kilómetro de largo formado por la fusión del hielo que forma el permafrost, nombre que damos a la capa de suelo que permanece congelada dos o más años consecutivos.

Y aquí es donde viene la parte bonita de la imagen, la que me dejó con la boca abierta la primera vez que la vi.

Fíjate en el escarpe vertical del agujero. Tiene aproximadamente unos 200 metros de altura, pero tiene mucha historia que contarnos. Ampliad la imagen y veréis que en la pared de este escarpe aparecen numerosas estratificaciones que deberían tener un origen sedimentario, aunque con un color raro… ¿azul?

¡Pero si Marte es el planeta rojo!. Y efectivamente, pero esta vez tenía interés en ver si podía saber algo más sobre esas estratificaciones… ¿de qué podían estar compuestas?.

La zona de color de la imagen está formada por una combinación de colores conocida como IRB. Normalmente, para hacer las imágenes de color combinamos las bandas RGB (Rojo, Verde y Azul), pero en este caso necesitabamos algo más de información, por eso en vez del color rojo, y de ahí la R, elegimos la banda infrarroja (I) de la HiRISE.

Pues bien, el color azul se debe a que lo que vemos en ese escarpe es hielo de agua, ya que refleja la luz visible y absorbe el infrarrojo, y de ahí que tenga ese color tan característico.

Las capas más oscuras probablemente estén formadas por una mayor proporción de polvo que de hielo depositados en momentos climáticos más secos (y fríos, como en condiciones de grandes periodos glaciales) o en los ciclos de verano e invierno. Si estas capas de hielo fuesen lo suficientemente antiguas, quien sabe si las capas oscuras podrían representar incluso episodios volcánicos donde se deposita ceniza…

Así que una gran parte de la llanura que vemos en la imagen, si no toda, está cubierta por capas y capas de hielo y polvo que han quedado al descubierto en el colapso formado por el termokarst. Eso explicaría también las suaves formas del relieve preexistente, erosionado por fenómenos termokarsticos y el movimiento del hielo donde lo haya.

Pero lo realmente bonito de la imagen es que este corte fortuito de la capa de hielo nos permite estudiar el pasado climático de Marte, al igual que en la Tierra lo hacemos con los testigos de hielo extraídos de la Antártida o Groenlandia.

En nuestro planeta, podemos hacer estudios con gran nivel de detalle donde podemos calcular parámetros como la cantidad de nieve caída, la temperatura media de nuestro planeta estudiando los isotopos de oxígeno en el agua e incluso estudiar la composición de la atmósfera en general extrayendo el aire de las burbujas que quedan atrapadas en las distintas capas de hielo. Como por desgracia no podemos muestrear directamente este corte, vamos a realizar una interpretación únicamente de aquello que vemos.

Una interpretación del corte de la capa de hielo. Por supuesto, puedes verlo de manera diferente… ya sabes el refrán, dos geólogos, tres opiniones.

Vamos a interpretar el corte de izquierda a derecha o de Oeste a Este y de abajo a arriba (o de más antiguo a más moderno). Lo primero es que si os fijáis, me he equivocado al colocar la leyenda, y he puesto el E donde debería ir el W y viceversa.

Las capas de hielo parece que empiezan en este corte, probablemente porque había un obstáculo anterior que impedía su depósito en esta zona como un alto topográfico, o bien porque las anteriores habían sido erosionadas.

Justo en el borde Oeste aparece un bloque que parece tener cierta estructura interna en forma de capas horizontales, pero que desconocemos si corresponde con un episodio anterior de acumulación de hielo o si por el contrario forma parte del sustrato rocoso, ya que hacia el Oeste en la imagen de contexto podemos ver zonas ligeramente más elevadas.

Conforme migramos hacia el Este, se aprecia el depósito de las capas de hielo y polvo con una forma muy característica, con forma sigmoidal. Este tipo de estructura en nuestro planeta podemos verlo en las deltas de los ríos e incluso en las dunas, y correspondería con un periodo en el que hay un depósito asociado a una gran energía del medio, en este caso probablemente el régimen de vientos, que transportaba las partículas arrastrando del oeste hacia el este, y de ahí que los sigmoides tengan la pendiente hacia el este, marcándonos la dirección dominante del viento.

Conforme nos movemos más hacia el este, estos sigmoides pasan a ser unas estratificaciones paralelas y planas, lo que nos muestra que el clima de Marte estaba experimentando un cambio, y que el régimen de vientos era menor, por lo que el mayor número de partículas probablemente caería desde arriba, y no arrastrando del oeste al este.

Sobre estas capas, hemos colocado una línea roja que llamamos “¿Discordancia?”, sobre las cuales aparecen de nuevo unas capas de hielo y polvo paralelas y rectas entre si.

Desconocemos si estas capas se colocaron inmediatamente después del depósito de las inferiores o si por el contrario hubo un periodo de erosión antes del depósito de estas, y de ahí que hayamos marcado la línea de una posible discordancia, sobre la cual las capas de hielo y polvo se han depositado de manera paralela, indicándonos de nuevo que las partículas principalmente caían desde la atmósfera, en vez de ser agitadas y movidas por el viento.

Pero la imagen guarda al menos una sorpresa geológica más…

Un recorte de la imagen ESP_057466_1230 usando el color real de la superficie, en rojo por el depósito de polvo. NASA/JPL/University of Arizona.

Si ampliáis la imagen, veréis que el suelo está lleno de polígonos limitados entre si por unos bordes elevados que marcan muy bien su forma. En nuestro planeta, los polígonos aparecen cuando sobre la roca o el suelo ocurren fenómenos de expansión y contracción térmicos, como por ejemplo en los basaltos, formando modelados tipo “Calzada de los Gigantes”. También ocurren cuando el barro se seca y se forman las grietas de desecación, aunque a veces tengan un aspecto menos geométrico y más irregular.

Pero en las zonas periglaciares aparecen muy a menudo, asociados a los ciclos de congelación y descongelación del permafrost. ¿Por qué no iba a haberlos entonces en Marte?

Lo que vemos en la imagen de Marte podrían ser polígonos de hielo asociados a cuñas también de hielo, como en el corte que veis en la imagen.

Estas cuñas que crecen con las temperaturas frías por la expansión del hielo consiguen elevar el borde de los polígonos con respecto al interior del polígono, que queda relativamente deprimido, y de ahí que veamos los polígonos marcados por los bordes levantados. Estos polígonos ocurren en suelos ricos en hielo de agua, como podría ser el que se ve en la imagen tomada por la HiRISE.

Como podéis ver, una simple imagen de Marte puede dar mucho de si. Podemos sacar datos geológicos y también climáticos, y por supuesto, comparar lo que vemos con procesos y lugares similares en nuestro planeta.

Abrid la imagen y disfrutad de este magnífico corte.

La belleza a veces no solo queda en lo estético, en la forma, sino en todo eso que podemos aprender de una simple imagen, de esa profundidad que esconden lugares aparentemente simples.

Quizás algún día nos acerquemos hasta este mismo corte y extraigamos un testigo de hielo, aprendiendo un poco más del clima del planeta rojo y también sobre nosotros mismos, porque, ¿Qué no es nuestro Sistema Solar sino un espejo en el que mirarnos?.

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