El Mars Express de la ESA ha capturado una asombrosa variedad de formas de terreno que emergen de una gruesa capa invernal de escarcha a medida que llega la primavera a la región polar sur de Marte. Algunas de estas características son sorprendentemente oscuras en comparación con su entorno helado, ganándose el apodo de "terreno críptico".
Las capas polares estacionales de Marte están compuestas principalmente de hielo de dióxido de carbono con algo de hielo de agua. El hielo sublima parcialmente (se transforma directamente de hielo sólido en vapor) en primavera, liberando grandes cantidades de gas en la delgada atmósfera de Marte. En otoño, el vapor se condensa nuevamente y las capas polares crecen. A finales del invierno, pueden incluso alcanzar hasta 55 grados de latitud -- aproximadamente el equivalente a las regiones meridionales de Escocia y Dinamarca si se traduce al hemisferio norte de la Tierra.
Este ciclo de congelación-descongelación da lugar a una variedad de características superficiales curiosas, muchas de las cuales se capturan en estas imágenes de la región de Australe Scopuli cerca del polo sur de Marte. Las imágenes fueron tomadas por la Cámara Estéreo de Alta Resolución (HRSC) a bordo de Mars Express el 2 de abril de 2024 durante la primavera del hemisferio sur.
El lado izquierdo de la imagen principal está dominado por un grueso montón de depósitos estratificados expuestos, formados a medida que las capas de hielo se congelan con diferentes cantidades de polvo atrapado en su interior. El lado derecho de la imagen principal muestra la superficie lisa de estos depósitos estratificados polares.
Un terreno de tono oscuro domina el centro de la escena. Originalmente apodado terreno críptico porque no estaba claro por qué estas características emergentes son mucho más oscuras que el resto de la capa de hielo, los investigadores ahora tienen una mejor idea de los procesos en juego en esta dinámica región.
Patrones periglaciares
Acercándose a la región oscura de la imagen principal se revela que la superficie está cubierta con un patrón de formas poligonales a diferentes escalas. Cada polígono está limitado por surcos o crestas, y a veces los surcos atrapan escarcha brillante.
Para un vistazo más cercano al terreno poligonal, podemos recurrir a imágenes de mayor resolución proporcionadas por el Orbiter de Gases Traza de la ESA. Aunque el ejemplo mostrado aquí proviene de un área diferente en las latitudes del sur de Marte, ilustra maravillosamente la presencia de hielo persistente en los bordes de los polígonos en y alrededor de un cráter de impacto, en una fría mañana primaveral.
En la Tierra, este patrón es una característica periglacial común en regiones árticas y antárticas que generalmente indica la presencia de hielo de agua en el suelo. "Periglacial" se refiere a regiones y procesos donde el clima frío contribuye a la evolución de formas de terreno y paisajes. Los polígonos se forman a partir de ciclos de congelación-descongelación del hielo del suelo a lo largo de varios años, o incluso siglos. Estudiar estos tipos de patrones en Marte puede ayudar a los investigadores a descifrar la historia climática del planeta.
Chorros y abanicos
En muchos lugares a lo largo de la imagen, se pueden ver depósitos en forma de abanico brillantes y oscuros. Varían desde decenas de metros hasta varios cientos de metros y están orientados en la dirección de los vientos predominantes.
Cuando la luz solar penetra a través de la capa de hielo de dióxido de carbono translúcida a principios de primavera, calienta la superficie subyacente. El hielo en la parte inferior de la capa comienza a sublimarse, creando bolsas de gas atrapado. La presión se acumula y el hielo sobreyacente se agrieta repentinamente. Chorros de gas estallan a través de la superficie, llevando polvo oscuro de abajo. El polvo cae de nuevo sobre la superficie en un patrón modelado por la dirección del viento predominante.
El proceso es similar al que crea las características en "araña" presentadas en otra reciente publicación de imágenes de Mars Express.
Después de que el material oscuro se ha asentado sobre el hielo, comienza una segunda fase a medida que el hielo y una nueva capa de polvo interactúan.
El material oscuro absorbe más luz solar que el hielo más brillante y reflectante, por lo que calienta el hielo sobre el que cayó, y los granos oscuros gradualmente se hunden a través del hielo. Al mismo tiempo, esto acelera el proceso de sublimación, creando un agujero. O se revela hielo fresco debajo, o se puede condensar nuevo escarcha sobre los granos oscuros en hundimiento, resultando en un abanico brillante en el lugar del abanico inicialmente oscuro.
Este proceso solo se observa en primavera. Una vez que la capa de hielo translúcida estacional ha sublimado completamente, los abanicos se vuelven indistinguibles de la superficie subyacente.
Explorando Marte
Gracias a la longevidad de misiones como Mars Express, que llegó a la órbita del planeta rojo en 2003, se pueden observar cambios estacionales a lo largo de muchos años y comprender mejor las características alguna vez crípticas.
Además de estudiar las capas de hielo del planeta, la HRSC nos ha mostrado toda la gama de características geológicas de Marte, desde crestas y surcos esculpidos por el viento hasta agujeros en los flancos de colosales volcanes, cráteres de impacto, fallas tectónicas, canales fluviales y antiguas piscinas de lava.
Con su conjunto de ocho instrumentos, Mars Express también mapea los minerales del planeta, explora la composición y circulación de su atmósfera, sondea debajo de su corteza y estudia el entorno marciano.
La misión ha sido inmensamente productiva a lo largo de su vida, creando una comprensión mucho más completa y precisa de nuestro vecino planetario que nunca antes.