Al mirar las imágenes de Marte de la NASA hace unos años, El geólogo de la Universidad de Brown, Peter Schultz, notó conjuntos de extrañas rayas brillantes que emanaban de unos pocos cráteres de gran impacto en la superficie del planeta. Las rayas son extrañas porque se extienden mucho más lejos de los cráteres que los patrones normales de eyección, y solo son visibles en imágenes térmicas infrarrojas tomadas durante la noche marciana.

Usando la observación geológica, experimentos de impacto de laboratorio y modelado por computadora, La estudiante graduada de Schultz y Brown, Stephanie Quintana, ha ofrecido una nueva explicación de cómo se formaron esas rachas. Muestran que vórtices de viento similares a tornados, generados por impactos que forman cráteres y girando a 500 millas por hora o más, barrieron la superficie y eliminaron el polvo y las rocas pequeñas para exponer las superficies más bloqueadas debajo.

"Esto sería como un tornado F8 barriendo 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 las rayas por primera vez durante una de sus "giras por Marte". En su tiempo de inactividad entre proyectos, saca imágenes aleatorias de la nave espacial orbital de la NASA solo para ver si puede detectar algo interesante. En este caso, estaba mirando 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 en la noche indican superficies que retienen más calor del día anterior que las superficies circundantes. al igual que los campos de hierba se refrescan por la noche mientras que los edificios de la ciudad permanecen más cálidos.

"No se podían ver estas cosas en absoluto 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 por polvo y escombros. Eso nos dice que algo apareció y limpió esas superficies ".

Y Schultz tenía una idea de qué podría ser ese algo. Ha estado estudiando impactos y procesos de impacto durante años utilizando Vertical Gun Range de la NASA, un cañón de alta potencia que puede disparar proyectiles a velocidades de hasta 15, 000 millas por hora.

"Habíamos estado viendo algunas cosas en experimentos que pensamos que podrían causar estas rayas, " él dijo.

Cuando un asteroide u otro cuerpo golpea un planeta a alta velocidad, toneladas de material tanto del impactador como de la superficie objetivo se vaporizan instantáneamente. Los experimentos de Schultz mostraron que las columnas de vapor viajan hacia afuera desde un punto de impacto, justo encima de la superficie de impacto, a velocidades increíbles. Escalar los impactos de laboratorio al tamaño de los de Marte, la velocidad de una columna de vapor sería supersónica. E interactuaría con la atmósfera marciana para generar poderosos vientos.

La pluma y sus vientos asociados por sí solos no causaron las extrañas rayas, sin embargo. Las plumas generalmente viajan justo por encima de la superficie, lo que evita el tipo de fregado profundo que se ve en las áreas con rayas. Pero Schultz y Quintana demostraron que cuando la pluma golpea una característica de superficie elevada, perturba el flujo y hace que se formen poderosos vórtices tornádicos que caen a la superficie. Y esos vórtices los investigadores dicen, son los encargados de fregar las estrechas vetas.

Schultz y Quintana demostraron que las rayas casi siempre se ven junto con las características de la superficie elevada. Muy a menudo, por ejemplo, están asociados con las crestas elevadas de cráteres de impacto más pequeños que ya estaban en su lugar cuando ocurrió el impacto mayor. A medida que la pluma se precipitó hacia afuera desde el impacto más grande, se encontró con el borde del pequeño cráter, dejando rayas gemelas brillantes en el lado del viento.

"Donde estos vórtices se encuentran con la superficie, barren las pequeñas partículas que quedan sueltas en la superficie, exponiendo el material en bloques más grande debajo, y eso es lo que nos da estas vetas, ", 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 un modelo 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 cráteres en un estadio de béisbol de 20 kilómetros de diámetro. Pero no aparecen en todos esos cráteres. Por qué se forman en algunos lugares y no en otros, podría proporcionar información sobre la superficie marciana en el momento del impacto.

Los experimentos de los investigadores revelan que la presencia de compuestos volátiles, una gruesa capa de hielo de agua en la superficie o el subsuelo, por ejemplo, afectar la cantidad de vapor que sale de un impacto. Entonces de esa manera las rayas pueden servir como indicadores de si el hielo puede 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 de objetos muy volátiles, como los cometas.

"El siguiente paso es profundizar en las condiciones que causan las rayas, ", Dijo Schultz." Puede que tengan mucho que decirnos, así que estad atentos."