Casi todo sobre Marte: El Valle Marineris.
Hoy vamos a comentar uno de los accidentes geográficos más importantes no solo del planeta Marte sino de todo el sistema solar: el Valle Marineris. Es una inmensa cicatriz de 4000 km. que recorre su superficie. Deja minúsculo a nuestro famoso cañón del Colorado. Su estudio nos aporta gran información sobre la historia y geológica de Marte. (Fig.1)
| Fig. 1.- Visión general del planeta Marte en la región de Valle Marineris |
Hemos visto en artículos anteriores como Marte ha pasado por épocas en las que se aseguraba que había vida y otras en las que se negaba. A finales del siglo pasado, era casi segura la existencia de marcianos. Sus habitantes eran constructores de “canales”, con grandes conocimientos hidrológicos que querían llevar el agua de unos lugares húmedos como los polos a otros más áridos como el ecuador. Era una planeta vivo pero que se secaba. Schiaparelli y Lowell fueron los grandes promotores de estas teorías. Afinando las observaciones con grandes telescopios, la existencia de canales se volvía cada vez más difícil hasta negar su existencia. Varias emisiones radiofónicas y novelas, hicieron resurgir la teoría de marcianos conquistadores de la Tierra. Incluso se postuló que el Satélite de Marte, Phobos, estaba hueco y era una nave extraterrestre. Teorías y más teorías.
La primera nave espacial que llegó fue la Mariner 4. El 14 de julio de 1965 comenzó a trasmitir las primeras imágenes del planeta. A lo largo de 10 interminables días, fue enviando 21 fotografías de su superficie. La calidad y resolución eran bastante limitadas pero cambió las ideas de toda una generación: la superficie Marciana era similar a nuestra Luna. Solo detectó cráteres de impacto. Una superficie antigua, sin actividad y por supuesto sin ciudades, canales ni el menor asomo de vida. Toda una desilusión.
En Noviembre de 1971 la nave Mariner 9 llegó a Marte. Fue la primera nave en orbitar otro planeta. Conforme iba dando vueltas en torno a Marte iba fotografiando su superficie. Nos envió más de 7.329 imágenes, con una resolución de 1-2 km. Al poco de llegar las primeras tomas, fue apareciendo una estructura semejante a un valle. En cada órbita se desplazaba unos grados, pero el valle no se acababa. Me imagino la cara de admiración de los controladores al percatarse que habían descubierto un inmenso cañón, que cubre casi un tercio de la circunferencia marciana, con unas medidas auténticamente colosales. Es de destacar que ningún observador terrestre pudo adivinar semejante estructura geográfica. Pickering propuso y fue aceptado que este Valle se denominase Marineris en honor a la nave espacial que lo descubrió.
Los siguientes hitos en la topografía de Marte lo constituyen las naves Viking y la Mars Global Survoyer. Esta última nos está proporcionando imágenes con resolución de pocos metros y un plano general altimétrico realmente fantástico. (Ver Huygens Nº 15, Nov 1998) (Fig. 2)
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| Fig. 2.- Plano realizado por la Mars Global Surveyor. La altura está en falso color, las zonas más bajas en azul y las más altas en marrón y rojo. 1 Domo de Tarsis con los grandes volcanes; 2 Noctis Labyrinthus; 3 Region central con Coprates Chasma, Candor Chasma, Ophir Chasma y Titonius Chasma; 4 Regiones caóticas; 5 Ares Vallis. 9 Kasei Vallis. 10 Echus Chasma; 11 Hebes Chasma |
Valle Marineris, en realidad es un conjunto de valles y cañones más o menos paralelos, otros perpendiculares y otras regiones difíciles de interpretar. Está situado aproximadamente en el ecuador marciano. Se extiende de este a oeste. Tiene una longitud superior a los 4.000 km de largo y una anchura que llega a los 700 km. En algunos puntos la altura de sus paredes alcanza los 10 km. Si, habéis leído bien: 10 km, es decir 10.000 metros.
Si hacemos una visión general, el Valle Marineris nace en una región llamada Noctis Laberynthus. Es una región extraña, elevada, con multitud de fracturas al pie de los grandes volcanes del domo de Tarsis. Sigue con canales impresionantes llamados Chasma Tithonium, que se bifurca en Chasma Candor y Ius Chasma, Ophir y Melas Chasma que concluye en el Coprates Chasma, Eos Chasma y Gangis Chasma. Todos estos valles son estrechos y con forma de cañon. Si continuamos hacia el oeste nos encontramos con una zona caótica con imágenes sugerentes de grandes cauces fluviales. Antes de acabar en la inmensa llanura que constituye el hemisferio norte, nos encontramos con valles como el Ares Vallis ( os sonará por ser el sitio de “amartizaje” de la sonda Pathfinder), Tiu Vallis, Simud Vallis y Shalbatana Vallis. Perpendicular a los primeros valles nos encontramos con Hebes Chasma, Echus Chasma y el inmenso canal de Kasei Vallis. (Fig. 3)
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| Fig 3.- Plano general de Valle Marineris |
La formación del Valle Marineris va ligada al desarrollo del domo de Tharsis. Vimos en Huygens nº 33, que el domo de Tharsis es el principal proceso volcánico en Marte. Se eleva hasta 10 km sobre el nivel medio con un diámetro de 4000 km. lo que supone unos 30 millones de km2. Próximo a su centro están tres inmensos volcanes, Ascreus Mons, Pavonis Mos y Arsia Mons. Todo este domo alberga una cámara magmática impresionante. En la actualidad no sabemos si esta activa o no, pero sin duda en algún momento de su historia si lo estuvo, derramando coladas de lava gigantescas. El domo esta rodeado de un conjunto de fallas de varios cientos de kilómetros de longitud. El Valle Marineris, probablemente empezó como una falla más, que por distintos procesos fue agrandándose hasta hacerse de unas dimensiones colosales.
No sabemos muy bien la composición del suelo marciano, pero cabe la posibilidad que en el subsuelo exista una gran cantidad de agua sólida, de hielo. El calor pudo fundir una capa de hielo situada en el subsuelo, de forma que el agua líquida pudo ir erosionando la tierra y formar como cuevas y túneles, similares a los que existen en nuestro planeta. Quizá se formaron lagos subterráneos que en un momento dado, por desbordamiento o bien por hundimiento de su techo originaron cataclísmicas inundaciones a todo lo largo del valle.
En el comienzo de los cañones encontramos estructuras circulares y otras caóticas. Hay valles o canales con muy pocas ramificaciones, con formas redondeadas, posteriormente van uniéndose hasta formar un conjunto lineal de bordes festoneados. Aunque no tengamos una clara explicación se interpretan mejor como un conjunto de cuevas y cavidades conectadas entre si. Se ve muy bien en el la región llamada Ganges Catena. Numerosas cavidades de aproximadamente 1 km de diámetro se sitúan alineadas y confluyentes hasta formar un auténtico cañón. (Fig.4). También las veremos en el centro de cañón Coprates
 | Fig 4.- Ganges Catena. Comienzo de este cañón con numerosas cavidades circulares que van confluyendo. |
Hay otras zonas llamadas caóticas. Se llaman así por la anarquía geológica que presentan. Se atribuyen a procesos similares al anterior pero como si se hubiera caído el techo y sus fragmentos hubieran caído desordenadamente. (Fig. 5)
 | Fig 5.- Region caótica. Numerosos fragmentos están dispersos en el suelo del valle. |
En el centro del Valle Marineris, existen varios cañones cada uno con sus peculiaridades. Las imágenes tomadas con las naves Viking nos asombraban, pero las del Mars Global Survoyer nos sorprenden con infinidad de estructuras de difícil interpretación.
El cañón llamado Coprates no tiene desperdicio. En la parte inferior del cañón se aprecian formaciones circulares unidas entre si como ya vimos en la región del Ganges. El cañón tiene unos acantilados impresionantes, de varios kilómetros de altura con bordes irregulares pero suaves. Las laderas están erosionadas como si tuvieran estrías. Las paredes miden más de 5 km de altura. Podría tratarse de una falla tectónicas producida por la elevación del domo de Tarsis pero sin duda la erosión ha jugado un importante papel. Y la erosión parece mayoritariamente producida por agua líquida. ¡ solo que no vemos el agua ¡. El acantilado recuerda someramente los pequeños acantilados que se forma en la arena de las playas cuando hay un poco de oleaje. El mar se va comiendo la arena que cae unos centímetros y se va deslizando hacia el agua. (Fig. 6)
 | Fig 6.- Coprates Chasma y Coprates Catena. En la porción inferior de la imagen se ven estructuras circulares que confluyen, como si fueran conjuntos de cavernas o torcas. Arriba se aprecian impresionantes acantilados. |
Sin duda apetece seguir los acontecimientos futuros y próximas exploraciones. Hay previsto hacer un avión-planeador que sobrevuele la superficie marciana. Dada la difícil orografía de estos valles, con laderas tan escarpadas y de varios kilómetros de altura tendremos que esperar a futuros astronautas-escaladores para que nos revelen todos los secretos.
El cañón Hebes es otra estructura interesantísima.( Fig. 7).
 | Fig 7.- Hebes Chasma. Unico cañón que no está unido al resto. En el centro hay una enorme montaña estratificada. |
Es el único cañón cerrado. No conecta con el resto de los cañones. Sus paredes no tienen apertura al exterior. En su interior hay una montaña de varios kilómetros de altura, con la peculiaridad que se aprecian claramente estratos. Estos estratos pueden tener varios orígenes. Pueden ser coladas volcánicas, intercaladas con estratos de cenizas o bien puede tratarse de sedimentos como los terrestres. Se postula que el cañón se Hebes sería un gran lago en el que se depositarían los sedimentos como sucede en nuestros mares. Dadas las condiciones de la atmósfera y temperatura marciana es difícil pensar en agua líquida y se postula que estaría cubierto por una capa de hielo, evitando la evaporación del agua. En las imágenes de la MGS se aprecian dunas de arena entre los corrimientos de tierra. Hay algunas dunas muy oscuras que el Espectrómetro de Emisión Térmica (TES) del Golbal Surveyor ha detectado minerales semejantes a los volcánicos terrestres.(Fig. 8)
 | Fig 8.- Base de Hebes Chasma. Dunas y arena con corrimientos de Tierras. Parecen tener un origen volcánico. |
Esta teoría viene apoyada por la presencia de lagos de agua líquida en la antártica. Ese inhóspito continente raramente tiene temperaturas superiores a los 0 grados. Está cubierto por una capa de hielo de varios kilómetros de espesor. A pesar de ello, entre el suelo y el hielo existen varios lagos que se mantiene líquidos por la temperatura geotérmica y el aislante que supone los varios kilómetros de hielo por arriba. Por curiosidad el mayor lago detectado se llama de Vostok. Mide 14.000 km cuadrados y está cubierto por 3.800 metros de hielo. La edad es desconocida pero puede ser de varios cientos de millones de años. Comentaros que se han realizado perforaciones hasta pocas decenas de metros del lago. Sería muy interesante tomar muestras de un agua tan antigua y sobre todo determinar si existe algún tipo de vida , totalmente aislada del exterior, sin poder utilizar la fotosíntesis ni carbono atmosférico, etc. Si existieran formas vivas en un sitio tan inhóspito podría haberla también en la luna de Júpiter, Europa, con un supuesto océano líquido cubierto por una gruesa capa de hielo. De todas formas, la toma de agua del lago resulta problemática. Habría que esterilizar todo el equipo de perforación para evitar contaminaciones biológicas, lo cual es muy difícil y sobre todo que al llegar al lago podrían caer varios cientos de litros del lubricante que se usa para la perforación. ¡un auténtico desastre que haría inútiles las investigaciones posteriores!.
Muy próximo al cañón de Hebes está situado otro pequeño cañón llamado cañón Echus (Echus Chasma). Si nos fijamos en el mapa general de la zona, se aprecia que es el comienzo de una estructura de dimensiones “marcianas”: Kasei Vallis. Podemos comparar su tamaño con el diámetro de los grandes volcanes situados al Oeste. Este valle discurre hacia el Norte, hacia las tierras bajas. No sabemos su origen pero una hipótesis, es que se trataría del vaciamiento brusco de un lago situado en Echus Chasma. Este lago, cubierto o no de hielo, consiguió romper el muro y desbordarse en pocos días o semanas. La fuerza del agua sería imparable, arrastrando a su paso abundante material de escorrentía.
Si seguimos apreciando las magníficas imágenes marcianas llama la atención el fondo de los valles. Son planos y en muchos de ellos se ven estructuras cuarteadas. La similitud con el suelo de los pantanos desecados es muy grande. Las hipótesis más convincentes recurre a un lago, con depósitos de sedimentes que se fue desecando.
En las siguiente imagen se aprecia la región central del Valle Marineris en todo su esplendor. (Fig. 9)
 | Fig 9.- Imagen de las zonas centrales de Valle Marineris. |
En el Cañon del Ganges se aprecia un cráter en el límite con el propio cañón. El cráter está erosionado parcialmente y por ello se deduce que es más viejo. El terreno ha cedido y la erosión ha hecho como si fuera una avalancha que ha deslizado el terreno muchos kilómetros de distancia. Recuerda las coladas de barro o los deslizamientos de montañas que suceden desgraciadamente en los países sudamericanos. (Fig. 10)
 | Fig 10.- Cañón del Ganges. Cráter antiguo erosionado por el cañón. |
Próximo al final del Valle Marineris se sitúa el llamado Ares vallis. (Fig. 11)Es muy conocido por ser donde aterrizó la nave Mars Pathfinder con su todoterreno. Tiene una anchura de 25 km y una profundidad de 1 km. El volumen de suelo erosionado se calcula en unos 200.000 km cúbicos Se necesita una gran riada para originar una cañón tan grande y tan erosionado. Se explica por un flujo de agua de entre 10 millones y 1000 millones de metros cúbicos por segundo. (el río más caudaloso de la Tierra, el Amazonas tiene un flujo de solo 100.000 metros cúbicos. El Mississippi de 30.000 m3, etc). Con este flujo el lago se vaciaría en escasas semanas. También es posible que la corriente no fuera únicamente agua, sino una mezcla viscosa de agua, hielo y suelo marciano, con un poder erosivo mucho mayor que si fuera únicamente agua líquida.
En la Tierra también se han dado inundaciones gigantescas. Durante unos milenios existió un gran lago en el centro-norte de Norteamérica, llamado Lago Missoula que drenaba al Mississippi, hasta que cambió de dirección y se vació por la zona de los grandes lagos americanos hasta el atlántico Norte. El lago se calcula que llegó a medir unos 320 km con una profundidad de hasta 600 metros, lo que significa unos 2000 km cúbicos de agua. Al romper el dique de contención, la ola generada fue gigantesca, capaz de arrastrar bloques de 11 metros y 200 toneladas. Durante los 680 km que le separaban del mar creó una región llamada Scablands. Cubre 34.000 km2., está totalmente arrasada, con bloques dispersos, canales y cicatrices de una gran inundación.
La desembocadura del Valle Marineris, concluye en la región llamada Chryse Planitia,
Es una región plana, con escasos cráteres de impacto. Una gran llanura. En teoría ahí deben estar los cientos de miles de toneladas erosionados en los cañones del Valle Marineris. Pero hay un gran problema. No se aprecian indicios de un delta como sucedería en la Tierra. Parece como si la región Chrise Planitia estuviera ocupada por un lago o mar. Los sedimentos en lugar de formar un delta, permanecieron en suspensión durante mucho tiempo hasta que se fueron depositando uniformemente. Las incógnitas son muchas. Parece que el suelo de Marte sea un polvo mucho más fino que el de la Tierra, la gravedad es menor, quizá fuera una lago subterráneo cubierto por una gruesa capa de hielo, ... muchas hipótesis.
Si teníamos dudas sobre la erosión por agua podemos ver las imágenes del final de muchos valles. Cuando tropiezan con un antiguo cráter se forman estructuras en forma de lágrima, en dirección de la supuesta corriente.(Fig. 12). El pequeño robotito que hizo las delicias de los aficionados en verano de 1998, el Mars Pathfinder mostró el Aris valle. Polvo, arena y piedras que groseramente indicaban la dirección de la supuesta corriente de agua. (Fig.13)
 | Fig 11.- Valle Aris. |
 | Fig 12.- Estructuras en forma de lágrima producto de la erosión de antiguos cráteres. |
En todo el artículo no hemos hecho más que pensar en la existencia de agua en Marte. Pero ¿ dónde esta?. Pues no lo sabemos. Con las condiciones de temperatura y presión que existen en la actualidad es imposible. Si existiera agua, se congelaría, se sublimaría y se perdería en la atmósfera, incapaz de retenerla.
Todo parece indicar que la historia de Marte es un planeta que empezó “por el buen camino”. Hace unos 3.000 millones de años tenía una atmósfera importante, agua, un mar con una profundidad de varios cientos de metros que cubriría todas las tierras bajas del planeta, volcanes importantes que desprendían lava y toneladas de vapor de agua a la atmósfera, fenómenos de erosión y sedimentación, etc. Pero... la evolución no fue buena. Quizá le faltó masa suficiente para retener el calor interno y se fue enfriando. Sus gigantescos volcanes se fueron extinguiendo. Fueron incapaces de proporcionar más vapor de agua a la atmósfera. O bien el Planeta está situado demasiado lejos del Sol y no es capaz de mantener una temperatura adecuada. No lo sabemos. Quizá gran parte del agua este filtrada en las profundidades del suelo, a varios cientos de metros, en forma de hielo, formando como un permafrost de la tierra. Esto explicaría que muchos cráteres tengan una corona tan parecida a una colada de barro, o bien los numerosos “acuíferos” que se observan en las paredes de los cráteres.
Hay otra teoría más bonita para los humanos. Marte tiene varias peculiaridades astronómicas: una orbita mucho más excéntrica que nosotros, está más cerca del gran Júpiter, carece de grandes lunas que estabilicen su orbita. Todo ello origina unos movimientos de precesión de los equinoccios, inclinación de la orbita, excentricidad de la misma, etc que unidos pueden modificar muy sustancialmente las horas de insolación. Estos movimientos son tremendamente lentos, con ciclos de millones de años. Es odioso las comparaciones, pero como no tenemos un patrón mejor, tenemos que hacer el símil con las glaciaciones que ocurren en nuestro planeta. En los últimos millones de años se han alternado eras de mucho frío y otras de temperaturas más cálidas que las actuales. En Marte puede sucecer lo mismo. Estaríamos en una época fría y seca. Si fuera cierto solo habría que esperar unos cuantos cientos de millones de años para ver un hermoso campo cubierto de “martaritas”.
Bibliografía.:
http://www.nirgal.net. Hay que verla detenidamente. Excelente.
Historia de Marte. Mito, exploración, futuro. Francisco Anguita. Editorial Planeta. 1998.