Según una nueva investigación, los restos calientes del impacto que formó el cráter Lyot en Marte podrían haber derretido la nieve y el hielo de la superficie del planeta, formando los valles excavados por el agua cerca del cráter.
El Marte actual es un desierto helado, más frío y árido que la Antártida, y los científicos están bastante seguros de que ha sido así durante al menos los últimos 3.000 millones de años. Esto ha convertido en un misterio marciano la vasta red de valles excavados por el agua en las laderas del cráter de impacto llamado Lyot, que se formó hace entre 1.500 y 3.000 millones de años.
Ahora, un equipo de investigadores concluye que, cuando se produjo el impacto de Lyot, probablemente una gruesa capa de hielo cubría la región. El gigantesco impacto que formó el cráter de 225 kilómetros lanzó toneladas de roca incandescente sobre esa capa de hielo y derritió una cantidad suficiente para excavar los valles poco profundos, afirman los investigadores.
El cráter Lyot, representado aquí con las elevaciones exageradas, alberga valles excavados por el agua relativamente recientes (franjas blancas). Una nueva investigación sugiere que el agua procedía de la nieve y el hielo que había cuando se produjo el impacto que formó el cráter. (Crédito: David Weiss/NASA/Brown)
«Teniendo en cuenta la ubicación probable de los depósitos de hielo durante este período de la historia de Marte y la cantidad de agua de deshielo que podría haber producido el material expulsado por Lyot al caer sobre una capa de hielo, creemos que este es el escenario más plausible para la formación de estos valles», afirma David Weiss, recién doctorado por la Universidad de Brown y autor principal del estudio.
Weiss fue coautor del estudio, publicado en Geophysical Research Letters, junto con su director de tesis, Jim Head, profesor de ciencias planetarias, y los también estudiantes de posgrado Ashley Palumbo y James Cassanelli.
Hay numerosas pruebas de que el agua fluyó alguna vez por la superficie marciana. Se han encontrado en varios lugares redes de valles excavados por el agua similares a las de Lyot. También hay indicios de antiguos sistemas lacustres, como los del cráter Gale, donde explora actualmente el rover Curiosity de la NASA, y los del cráter Jezero, donde podría aterrizar el próximo rover.
Sin embargo, la mayoría de estas características superficiales relacionadas con el agua se remontan a una época muy temprana de la historia de Marte: los períodos conocidos como Noeico y Hespérico, que terminaron hace unos 4.000 y 3.000 millones de años, respectivamente. Desde hace unos 3.000 millones de años hasta la actualidad, Marte ha atravesado un período de sequía extrema llamado Amazoniano.
Por tanto, las redes de valles de Lyot son un ejemplo poco común de actividad hídrica superficial más reciente. Los científicos han datado el propio cráter en el Amazoniano, y parece que las redes de valles se formaron aproximadamente al mismo tiempo que el impacto o poco después. Así que la pregunta es: ¿de dónde salió toda esa agua durante el árido Amazoniano?
Los científicos han planteado varias explicaciones posibles, y los investigadores se propusieron estudiar algunas de las principales.
Una de esas posibles explicaciones, por ejemplo, es que cuando se produjo el impacto de Lyot podría haber existido una enorme reserva de agua subterránea. Liberada por el impacto, esa agua podría haber fluido hacia la superficie por la periferia del cráter y excavado los valles. Sin embargo, según los investigadores, las pruebas geológicas hacen improbable ese escenario
«Si se hubieran formado por la descarga de aguas subterráneas profundas, esa agua también habría fluido hacia el interior del propio cráter», afirma Weiss. «No vemos ninguna prueba de que hubiera agua dentro del cráter».
Los investigadores también examinaron la posibilidad de que se produjeran efectos atmosféricos transitorios tras el impacto de Lyot. Una colisión de esa magnitud habría vaporizado toneladas de roca y enviado una columna de vapor al aire. Al interactuar con la fría atmósfera, esa columna caliente podría haber generado lluvia que, según algunos científicos, quizá excavó los valles.
Sin embargo, concluyen los investigadores, esa explicación también parece improbable. La lluvia relacionada con la columna habría caído después de que los restos rocosos del impacto se depositaran fuera del cráter. Por tanto, si el agua de lluvia hubiera excavado los valles, cabría esperar ver valles que atravesaran la capa de material expulsado. Pero prácticamente no hay valles directamente sobre el material expulsado por Lyot.
En cambio, afirma Palumbo: «La gran mayoría de los valles parecen surgir de debajo del material expulsado, en su periferia exterior, lo que pone seriamente en duda la hipótesis de la lluvia».
A los investigadores les quedó la hipótesis de que los valles de Lyot fueron excavados por el agua de deshielo producida cuando el material caliente expulsado interactuó con una superficie helada.
Según los modelos de la historia climática de Marte, el hielo que ahora está atrapado principalmente en los polos del planeta migró con frecuencia a las regiones de latitudes medias donde se encuentra Lyot. Además, hay indicios de que efectivamente había una capa de hielo en la región cuando se produjo el impacto.
Parte de esos indicios proviene de la escasez de cráteres secundarios en Lyot. Los cráteres secundarios se forman cuando grandes fragmentos de roca lanzados al aire durante un gran impacto vuelven a caer sobre la superficie y dejan una dispersión de pequeños cráteres alrededor del cráter principal. Según los investigadores, en Lyot hay muchos menos cráteres secundarios de lo que cabría esperar.
Sugieren que esto se debe a que, en lugar de caer directamente sobre la superficie, el material expulsado por Lyot cayó sobre una gruesa capa de hielo, que evitó que excavara la superficie situada debajo. A partir del terreno del lado norte de Lyot, el equipo calcula que la capa de hielo podría haber tenido entre 20 y 300 metros de espesor.
El impacto de Lyot habría lanzado toneladas de roca sobre esa capa de hielo; algunas habrían alcanzado una temperatura de 250 grados Fahrenheit o más. Mediante un modelo térmico de ese proceso, los investigadores calculan que la interacción entre esas rocas calientes y una capa de hielo superficial habría producido miles de kilómetros cúbicos de agua de deshielo, suficiente de sobra para excavar el valle que se observa en Lyot.
«Esto muestra cómo pueden generarse grandes cantidades de agua líquida en Marte sin que sea necesario calentar la atmósfera ni contar con agua subterránea líquida», afirma Cassanelli. «Así que creemos que esta es una buena explicación de cómo se formaron estos canales durante el Amazoniano».
Head señala que es posible que este mismo mecanismo también fuera importante antes del Amazoniano. Algunos científicos creen que, incluso durante los primeros períodos Noeico y Hespérico, Marte seguía siendo bastante frío y cubierto de hielo. Si así fuera, este mecanismo de agua de deshielo también podría haber sido responsable de al menos algunas de las redes de valles más antiguas de Marte.
«Sin duda, es una posibilidad que merece investigarse», afirma Head.
