Al mirar las imágenes de la NASA de Marte hace unos años, el geólogo de la Universidad de Brown Peter Schultz notó conjuntos de extrañas rayas brillantes que emanan de algunos cráteres de gran impacto en la superficie del planeta. Las rayas son extrañas porque se extienden mucho más lejos delcráteres que los patrones de eyección normales, y solo son visibles en imágenes infrarrojas térmicas tomadas durante la noche marciana.
Utilizando la observación geológica, los experimentos de impacto de laboratorio y el modelado por computadora, la estudiante graduada de Schultz y Brown, Stephanie Quintana, ofreció una nueva explicación de cómo se formaron esas rayas. Muestran vórtices de viento tipo tornado, generados por los impactos que forman cráteres y remolinosa 500 millas por hora o más: recorrió la superficie y eliminó el polvo y las rocas pequeñas para exponer las superficies bloqueadoras debajo.
"Esto sería como un tornado F8 arrasando la superficie", dijo Schultz. "Estos son vientos en Marte que nunca se volverán a ver a menos que haya otro impacto".
La investigación se publica en línea en la revista Ícaro .
Schultz dice que vio por primera vez las rayas durante uno de sus "viajes a Marte". En su tiempo de inactividad entre proyectos, extrae imágenes aleatorias de la nave espacial orbital de la NASA solo para ver si puede detectar algo interesante. En este caso, estabamirando imágenes infrarrojas tomadas durante la noche marciana por el instrumento THEMIS, que vuela a bordo del orbitador Mars Odyssey.
Las imágenes infrarrojas capturan contrastes en la retención de calor en la superficie. Las regiones más brillantes durante la noche indican superficies que retienen más calor del día anterior que las superficies circundantes, así como los campos de hierba se enfrían por la noche mientras los edificios de la ciudad permanecen más cálidos.
"No se podían ver estas cosas en imágenes de longitud de onda visibles, pero en el infrarrojo nocturno son muy brillantes", dijo Schultz. "El brillo en el infrarrojo indica superficies en bloque, que retienen más calor que las superficies cubiertas de polvoy escombros. Eso nos dice que algo apareció y rastreó esas superficies desnudas "
Y Schultz tuvo una idea de lo que podría ser algo. Ha estado estudiando los impactos y los procesos de impacto durante años utilizando el Vertical Gun Range de la NASA, un cañón de alta potencia que puede disparar proyectiles a velocidades de hasta 15,000 millas por hora.
"Hemos estado viendo algunas cosas en experimentos que pensamos que podrían causar estas rayas", dijo.
Cuando un asteroide u otro cuerpo golpea un planeta a gran velocidad, toneladas de material tanto del impactador como de la superficie objetivo se vaporizan instantáneamente. Los experimentos de Schultz mostraron que las plumas de vapor viajan hacia afuera desde un punto de impacto, justo por encima de la superficie de impacto, envelocidades increíbles. Escalando los impactos de laboratorio al tamaño de aquellos en Marte, la velocidad de una columna de vapor sería supersónica. E interactuaría con la atmósfera marciana para generar vientos poderosos.
Sin embargo, el penacho y sus vientos asociados por sí solos no causaron las rayas extrañas. Los penachos generalmente viajan justo por encima de la superficie, lo que evita el tipo de limpieza profunda que se observa en las áreas con rayas. Pero Schultz y Quintana mostraron eso cuandola columna alcanza una característica de superficie elevada, perturba el flujo y hace que se formen vórtices de tornados poderosos y caigan a la superficie. Y esos vórtices, dicen los investigadores, son responsables de restregar las vetas estrechas.
Schultz y Quintana mostraron que las rayas casi siempre se ven junto con las características de la superficie elevada. Muy a menudo, por ejemplo, están asociadas con las crestas elevadas de los cráteres de impacto más pequeños que ya estaban en su lugar cuando se produjo el mayor impacto.El penacho salió del impacto más grande, se encontró con el pequeño borde del cráter, dejando brillantes rayas gemelas en el lado del viento.
"Cuando estos vórtices se encuentran con la superficie, barren las pequeñas partículas que se sueltan en la superficie, exponiendo el material en bloque más grande debajo, y eso es lo que nos da estas rayas", dijo Schultz.
Schultz dice que las rayas podrían resultar útiles para establecer tasas de erosión y deposición de polvo en las áreas donde se encuentran las rayas.
"Sabemos que se formaron al mismo tiempo que estos grandes cráteres, y podemos fechar la edad de los cráteres", dijo Schultz. "Así que ahora tenemos una plantilla para observar la erosión".
Pero con más investigación, las rayas eventualmente podrían revelar mucho más que eso. De un estudio preliminar del planeta, los investigadores dicen que las rayas parecen formarse alrededor de los cráteres en el estadio de béisbol de 20 kilómetros de ancho. Pero no aparecen entodos esos cráteres. Por qué se forman en algunos lugares y no en otros podrían proporcionar información sobre la superficie marciana en el momento del impacto.
Los experimentos de los investigadores revelan que la presencia de compuestos volátiles, por ejemplo, una capa gruesa de hielo de agua en la superficie o debajo de la superficie, afecta la cantidad de vapor que sale de un impacto. De esa manera, las rayaspodría servir como indicadores de si el hielo pudo haber estado presente en el momento del impacto, lo que podría dar una idea de las reconstrucciones del clima pasado en Marte. Igualmente posible, las rayas podrían estar relacionadas con la composición del impactador, como colisiones raras porobjetos de alta volatilidad, como los cometas.
"El siguiente paso es profundizar en las condiciones que causan las rayas", dijo Schultz. "Pueden tener mucho que decirnos, así que estad atentos".
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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