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Los investigadores de SETI tienen una nueva teoría sobre las causas de los deslizamientos de tierra en Marte

Vista de cámara HiRISE del cráter Krupac en Marte que muestra surcos a lo largo del borde y RSL debajo de la pared del cráter. Créditos de imagen: NASA / JPL / University of Arizona

Un equipo de investigadores dirigido por la científica investigadora de SETI Janice Bishop, miembro de SETI NASA El equipo del Instituto de Astrobiología (NAI) elaboró ​​una teoría sobre las causas de los deslizamientos de tierra en una superficie Marte.

Las ideas anteriores sugirieron que los flujos de detritos líquidos o los flujos granulares secos causaron este movimiento. Ninguno de los modelos puede explicar las características del flujo estacional de Marte conocido como Línea de Pendiente Repetitiva (RSL). En cambio, el equipo plantea la hipótesis de que el derretimiento del hielo en el regolito cercano a la superficie está provocando cambios en la superficie que la hacen vulnerable a las tormentas de polvo y los vientos. Como resultado, las características de RSL están apareciendo y / o expandiéndose en Marte hoy. Además, el equipo cree que las delgadas capas de hielo derretido son causadas por interacciones entre el hielo del agua subterránea y las sales de cloro y sulfatos, que conducen a vacuolas de lodo que fluyen inestables, como fluidos, colapso del suelo, flujo superficial y elevación.

“Estoy entusiasmado con la posibilidad de agua micro-líquida en Marte en entornos cercanos a la superficie donde hay hielo y sal”, dijo Bishop. “Esto podría revolucionar nuestra visión de la habitabilidad justo debajo de la superficie de Marte hoy”.

Cráter Palikir en Marte

Desarrollo de características RSL en el cráter Palikir en Marte visto por HiRISE Camera en 6 ocasiones durante los años 29-30 de Marte. Créditos de imagen: NASA / JPL / University of Arizona

Los datos del Experimento Científico (MRO) HiRISE del Orbitador de Reconocimiento de Marte (MRO) muestran que el RSL está ubicado en laderas que miran hacia el Sol mientras continúa emergiendo y / o expandiéndose con el tiempo. Estudios anteriores sugirieron la asociación de RSL con sales de cloro y observaron su aparición en regiones de espuelas con alto contenido de sulfato. El estudio actual amplía estas observaciones mediante el uso de un modelo de actividad de la sal del hielo cerca de la superficie basado en observaciones de campo y experimentos de laboratorio. Investigaciones de campo análogas de Marte en la Tierra, como en los Valles Secos de la Antártida, el Mar Muerto en Israel y el Salar de Pagonales en el Desierto de Atacama, muestran que cuando las sales interactúan con el yeso o el agua subterránea, causan perturbaciones en la superficie, incluyendo avalanchas y deslizamientos de tierra.

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“Durante mi trabajo de campo en el Salar de Pagonales, una capa de sal seca en el norte de Chile, noté muchos ejemplos del efecto de las sales en la geología local”, dijo Nancy Henman, profesora de ciencias de la tierra en la Universidad de Montana y miembro de la SETI. Equipo NAI: Es un placer descubrir que también podría desempeñar un papel en la configuración del planeta Marte.

Para probar su teoría, el equipo realizó experimentos de laboratorio para observar qué sucedería si congelaban y descongelaban muestras análogas de Marte que consisten en sales de cloro y sulfato a temperaturas tan bajas como las de Marte. El resultado fue nieve Slush cerca de -50 ° C, seguida de un derretimiento gradual del hielo de -40 a -20 ° C.

Un breve video que muestra la humectación del material del suelo análogo de Marte que cubre el sulfato de calcio y el cloruro de calcio desde abajo, la absorción de sales y partículas de agua del suelo, la transferencia de sales hacia la superficie y la formación de una costra con cavidades. Crédito: Janice Bishop y Marcus Groendler, Instituto SETI

“La investigación del comportamiento a bajas temperaturas del permafrost análogo a Marte en el laboratorio utilizando espectroscopia infrarroja reveló que capas delgadas de agua similar a un líquido se forman a lo largo de las superficies de los granos cuando los suelos salados se derriten bajo cero, como las temperaturas de Marte”, dijo Merv Yi. Ilba. ? , Becario Postdoctoral de la NASA (NPP) en el Instituto SETI y colaborador del equipo NAI.

Modelar el comportamiento de las sales de cloro y sulfato, incluido el yeso, a bajas temperaturas ilustra cuán interconectadas están estas sales. Esta agua líquida de pequeño tamaño puede estar migrando bajo tierra en la superficie de Marte, moviendo moléculas de agua entre sulfatos y cloruros, como pasar un balón de fútbol en el campo. Experimentos de laboratorio adicionales probaron estas reacciones de cloruro de sulfato en un suelo análogo de Marte con indicadores de color que revelaron la hidratación subsuperficial de estas sales y el transporte de las sales a través de los granos del suelo.

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“Me emocionó observar interacciones tan rápidas del agua con las sales de sulfato y cloro en nuestros experimentos de laboratorio y la ruptura inducida de suelo marciano análogo a pequeña escala, lo que resultó en un colapso geológico repetido y características en aumento en los sistemas kársticos, depósitos de sal y monumentos. ”, Dijo Bishop.

Este proyecto surgió del trabajo en sedimentos de los Valles Secos de McMurdo en la Antártida, una de las regiones más frías y secas del planeta. Como en Marte, los vientos secos secaron los regímenes superficiales de los valles secos durante la mayor parte del año. Sin embargo, el permafrost subterráneo contiene agua helada y parece que se está produciendo un cambio químico debajo de la superficie.

“Los sedimentos en los Valles Secos proporcionan una prueba excelente para los procesos que pueden ocurrir en Marte”, dijo Zachary Burton, un recién graduado de Stanford y colaborador del Instituto SETI NAI. “La presencia de concentraciones elevadas de sulfatos y cloruros a unos pocos centímetros por debajo de la dura superficie de la Tierra en el Valle de Wright presenta una posibilidad interesante de que estas conexiones minerales asociadas con el agua y los procesos que la acompañan también podrían existir en la superficie de Marte”.

Se ha detectado hielo de agua debajo de la superficie de Marte dentro del suelo arrastrado en el lugar de aterrizaje de Phoenix, así como desde la órbita mediante mediciones de radar y el uso de espectroscopía de rayos gamma y neutrones. Recientemente, HiRISE capturó vistas de este hielo cercano a la superficie en latitudes medias. Las temperaturas más cálidas (por ejemplo, -50 a -20 ° C) en lugares tropicales de Marte pueden soportar agua líquida / salmuera subterránea durante los meses de primavera y verano. El RSL observado en algunos de estos lugares tropicales a menudo se interpreta como asociado con características más grandes llamadas cañones, que se asemejan a los valles de la Tierra.

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“Los sistemas de surcos tributarios a lo largo de las laderas norte (que dan a los postes) y las laderas noreste del Cropack Hole y RSL debajo de la pared del cráter en esta región podrían correlacionarse con las características de la superficie resultantes de la actividad de la salmuera cerca de la superficie, según nuestro modelo, ”Virginia Gulick, investigadora principal del Instituto SETI y miembro del equipo del Instituto SETI.

Además de ayudar a explicar los procesos geológicos y químicos de Marte, esta teoría también sugiere que el entorno marciano aún es dinámico, y que el planeta aún está evolucionando y activo, lo que tiene implicaciones tanto para la astrobiología como para la exploración futura humana del planeta rojo. La posibilidad de finas capas de agua debajo de la superficie de Marte en regiones salinas de permafrost abre nuevas puertas para explorar el potencial de hábitat.

La referencia: “La expansión y colapso del hielo salado bajo la superficie de Marte como causa de deslizamientos de tierra” por JL Bishop, M Yesilbas, NW Hinman, ZFM Burton, Pag Englert, JD Toner, S McEwen, VC Julik, Eck Gibson y C. Quiberl 3 de febrero de 2021 y Avances de la ciencia.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe4459