Las barrancas de Marte pueden estar formadas por procesos de hielo seco en lugar de fluir agua líquida, como se pensaba anteriormente. Esta es la conclusión de un estudio realizado por dos científicos franceses publicado en línea el 21 de diciembre en Geociencia de la naturaleza. Muestran que, durante el final del invierno y la primavera, debajo del CO estacional 2 capa de hielo calentada por el sol, los flujos de gas intensos pueden desestabilizar el material del regolito e inducir flujos de escombros lubricados con gas que parecen barrancos esculpidos por el agua en la Tierra.
Desde 2000, las cámaras en órbita alrededor de Marte han transmitido numerosas imágenes de pequeños valles cortados en pendientes, de forma similar a las quebradas formadas por el flujo del agua en la Tierra. Las barrancas parecen tener menos de unos pocos millones de años, y a veces menos de unpocos años. Esto sugirió que hoy se pueden formar volúmenes significativos de agua líquida en Marte.
Este escenario ha sido cuestionado recientemente por el monitoreo frecuente de la superficie marciana por la cámara HiRISE a bordo del Orbitador de Reconocimiento de Marte de la NASA. Esto reveló que la formación de barrancos está en curso en el actual Marte, en estaciones en las que el ambiente de la superficie de Marte es demasiado fríopara que fluya agua líquida. Sin embargo, la actividad de barranco observada parece ocurrir cuando CO 2 el hielo condensado de la atmósfera durante el invierno se está descongelando en la superficie marciana. ¿Pueden estar relacionados los dos fenómenos? De ser así, ¿cómo podría una delgada capa estacional de hielo seco depositada sobre el regolito desencadenar la formación de flujos de escombros a escala decamétrica comportándose?como si estuvieran lubricados por líquido?
Para comprender mejor la interacción entre el CO 2 escarcha y materiales de superficie, Cédric Pilorget, investigador1 del Institut d'Astrophysique Spatiale CNRS / Université Paris-Sud y François Forget, científico del CNRS en el Laboratoire de météorologie dynamique2 UPMC / ENS Paris / CNRS / Ecole polytechniquehan desarrollado un modelo numérico para simular el ambiente en una pendiente. Desde el regolito subyacente hasta la atmósfera anterior, el modelo tiene en cuenta los intercambios de energía debidos a radiaciones, conducción térmica o inducidos por CO 2 cambios de fases
Una característica clave de los lugares donde CO 2 el hielo se condensa es que siempre hay una capa de permafrost compuesta de agua cementada con hielo a pocos centímetros debajo de la superficie. Por lo tanto, cuando el CO 2 se condensa en la superficie en invierno, el aire presente en el subsuelo cercano poroso queda atrapado entre la capa de permafrost impermeable debajo y el CO 2 capa de hielo arriba.
En tales condiciones, las simulaciones numéricas realizadas por Cedric Pilorget y François Forget han revelado un comportamiento sorprendente. Al final del invierno o en primavera, la luz solar penetra en el CO translúcido 2 capa de hielo y la calienta desde abajo. El CO 2 el hielo no se derrite, sino que se "sublima" pasa directamente al estado de vapor. Este gas se difunde a través del suelo poroso cercano a la superficie. Una fracción puede volver a condensarse allí, mientras que el resto del gas se acumula en el volumen poroso.Esto puede aumentar considerablemente la presión cerca del subsuelo, hasta varias veces el valor de la presión atmosférica. 2 la capa de hielo finalmente se rompe, provocando una descompresión violenta. En unos pocos segundos y hasta unos minutos, varios metros cúbicos de gas y posiblemente varias decenas de metros cúbicos alrededor de los respiraderos tienen que fluir a través del suelo.los flujos pueden desestabilizar los granos del suelo para formar flujos granulares. Además, también pueden fluidificar la avalancha que puede comportarse como un fluido viscoso.
Aunque este proceso no tiene un análogo exacto en la Tierra, puede estar relacionado con los flujos piroclásticos terrestres, que son mezclas de partículas de gas generadas durante las erupciones volcánicas. Dichos flujos pueden viajar varios kilómetros incluso en pendientes muy moderadas. Pueden transportar medidores del tamaño de un metrorocas, y se ha encontrado que exhiben "diques" laterales que son muy similares en tamaño a los observados en el lado de las quebradas de Marte. Al igual que en la Tierra, donde los flujos de escombros provocados por la lluvia o el deshielo son eventos raros, es probable queSe requiere una combinación poco común de condiciones para desestabilizar las pendientes.
El modelo creado por los dos científicos franceses también puede explicar por qué las barrancas de Marte se encuentran principalmente en el rango de latitud 30 ° -60 ° -con algunos puntos en latitudes más altas- y por qué la mayoría de las barrancas se encuentran en pendientes orientadas hacia los polos entre 30 °y 45 ° de latitud. El CO 2 se predice que la presurización y la fluidización inducidas ocurrirán precisamente donde se observan barrancos.
Todos estos hallazgos sugieren que el calentamiento solar del hielo seco estacional depositado en invierno en las laderas marcianas está en el origen de una fracción, y posiblemente de todas las hondonadas observadas en el planeta Marte. Este proceso no tiene análogos terrestres y nono requiere agua líquida. Según este estudio, el área de barrancos puede no proporcionar ambientes habitables potenciales en el pasado reciente de Marte.
1 Cedric Pilorget era un científico posdoctoral en el Instituto de Tecnología de California Caltech, Pasadena, EE. UU. Cuando se realizó este estudio, y ahora es becario postdoctoral del CNES en la NIC 2 LMD es parte del Institut Pierre-Simon-Laplace
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Materiales proporcionado por CNRS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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