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Océanos glaciales en el Marte primitivo
Alberto González Fairén
La distribución de diferentes sedimentos minerales en Marte ha permitido determinar que los océanos primitivos eran muy fríos, estaban parcialmente cubiertos por hielo, y se encontraban rodeados por enormes glaciares.
l rasgo geomorfológico más sobresaliente de la superficie de Marte es el gran escalón topográfico que divide al planeta en dos zonas muy diferentes: mientras que las tierras altas del sur están constituidas por terrenos antiguos, densamente craterizados, las planicies del norte son jóvenes y apenas presentan rasgos topográficos de relieve. Por este motivo, históricamente se ha propuesto que las tierras bajas septentrionales estuvieron cubiertas por un océano durante la primera era geológica marciana, el periodo Noeico. En la corteza noeica de ambas provincias, que ha sido expuesta gracias a la excavación de cráteres de impacto y por lo tanto puede ser analizada mediante instrumentos orbitales, se ha verificado la presencia de filosilicatos, un tipo de minerales que precisa para su formación del concurso de agua líquida. Sin embargo, existe una diferencia mineralógica notable entre el basamento noeico de las dos provincias: mientras en las tierras altas se ha confirmado la presencia de filosilicatos en cerca de diez mil localizaciones, incluyendo cráteres de impacto, depresiones y valles (Figura 1), en las tierras bajas tan sólo se ha podido confirmar su presencia en nueve cráteres de impacto. Como los filosilicatos son minerales muy comunes en el fondo oceánico de la Tierra, esta diferencia en la composición mineral entre ambas provincias, y en concreto la escasez de filosilicatos en las tierras bajas del norte, se ha usado para argumentar que nunca hubo un océano en Marte. Sin embargo, la diferencia mineralógica se puede explicar analizando las condiciones climáticas, hidrogeológicas y geoquímicas que caracterizaban a Marte durante el Noeico.
Filosilicatos... en Nili Fossae
Figura 1: Filosilicatos destacados en morado y azul en las paredes de Nili Fossae, un antiguo cañón en las tierras altas de Marte. (NASA/JPL/JHUAPL/University of Arizona/Brown University)
Desde el punto de vista climático, conviene recordar que, si alguna vez hubo un océano en Marte, éste ocupó únicamente la parte norte del hemisferio septentrional. En la Tierra, por el contrario, los océanos se extienden de forma continua por ambos hemisferios. Esto permite que la transferencia de calor en nuestro planeta desde las áreas ecuatoriales hacia las zonas polares, un fenómeno conocido como “transporte de calor meridional”, la lleven a cabo conjuntamente corrientes atmosféricas y oceánicas, lo que contribuye a moderar el clima extremo de los polos. Por el contrario, en Marte, la transferencia de calor desde bajas hacia altas latitudes sólo podía ser realizada por corrientes atmosféricas, y como consecuencia la distribución latitudinal de la energía solar sobre el planeta era mucho menos efectiva. El escenario final implicaría un contraste térmico mucho más acusado en Marte que en la Tierra entre las zonas ecuatoriales y las polares. Y la consecuencia inmediata de este contraste sería que los océanos septentrionales marcianos habrían sido glaciales, de aguas muy frías, parcialmente cubiertos por hielo y caracterizados por la formación de glaciares en sus costas, de alguna forma similares al Océano Glacial Ártico terrestre.

En el fondo de océanos glaciales, las expectativas de encontrar filosilicatos deben ser reexaminadas. En los océanos de la Tierra, los filosilicatos aparecen mayoritariamente (hasta el 90%) como resultado de su transporte fluvial desde áreas continentales, y en menor medida como productos autóctonos. Algo similar sería esperable en los océanos de Marte, sobre todo después de que se haya confirmado la actividad de miles de complejos y longevos cauces fluviales en las tierras altas durante el Noeico. Por lo tanto, algún factor debía estar impidiendo el transporte fluvial de filosilicatos desde las tierras altas, donde hemos visto que eran muy abundantes, hacia las tierras bajas. En la Tierra, los únicos entornos donde el transporte fluvial de sedimentos continentales hacia los océanos está muy restringido son las zonas polares, cuyas costas están dominadas por glaciares que bloquean el flujo del agua y retienen los sedimentos. En Marte hay abundantes pruebas geomorfológicas de la presencia de vastos campos de glaciares cubriendo la dicotomía topográfica durante el Noeico (Figuras 2, 3 y 4). Por lo tanto, la existencia de océanos glaciales explicaría la ausencia de filosilicatos transportados desde las tierras altas hacia los fondos oceánicos de las planicies del norte de Marte.
Morrenas glaciares en Finlandia
Figura 2: Morrenas glaciares en Finlandia, formando el archipiélago Kvarken, patrimonio natural de UNESCO. Este tipo de morrenas se forma bajo el agua al retroceder los glaciares sumergidos en la costa, y marcan el máximo avance del glaciar
en el invierno. (Die Kommune Korsholm)
Marte... Glaciares
Figura 3: Morfologías similares a las de la Figura 2 se pueden apreciar en Marte en numerosos lugares de las tierras bajas
cerca de la dicotomía. (NASA) Click para ampliar!
En cuanto a los filosilicatos que se hubieran podido sintetizar directamente en los fondos oceánicos, es igualmente necesario repasar las condiciones para su formación en océanos muy fríos. La cinética de las reacciones químicas que determinan la síntesis de filosilicatos es extraordinariamente más lenta en entornos fríos y, por lo tanto, tampoco es esperable una gran densidad de filosilicatos formados en el fondo de océanos glaciales en Marte. Por el contrario, en las zonas ecuatoriales y tropicales, mucho más templadas, la síntesis de filosilicatos sí sería esperable como un fenómeno muy común, que tendría como resultado final la formación de los sedimentos que hoy se han detectado.

En conclusión, la presencia de una dicotomía topográfica en el Marte primitivo determinó la existencia de una dicotomía climática, que a su vez impuso la formación de una dicotomía hidrogeológica y geoquímica, que finalmente generó la dicotomía mineralógica que nuestros instrumentos orbitales han detectado hoy. Los resultados aquí descritos han sido publicados en el artículo “Cold glacial oceans would have inhibited phyllosilicate sedimentation on early Mars”, publicado en la revista Nature Geoscience (Click aquí!).
Noruega - Marte
Figura 4: La morfología costera de Noruega (arriba) es muy similar al límite entre las tierras altas y bajas de Marte en
la zona de Arabia Terra (abajo). Click para ampliar!
 
 
San Francisco (California), EEUU, 05 de Septiembre de 2011.
 
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