Crédito:Universidad de Colorado en Boulder
El origen y la naturaleza de Marte es misterioso. Tiene hemisferios geológicamente distintos, con suaves tierras bajas en el norte y llenas de cráteres, terreno de gran altura en el sur. El planeta rojo también tiene dos pequeñas lunas oblongas de formas extrañas y una composición que lo distingue de la Tierra.
Una nueva investigación del profesor Stephen Mojzsis de la Universidad de Colorado en Boulder describe una causa probable de estas misteriosas características de Marte:un impacto colosal con un gran asteroide al principio de la historia del planeta. Este asteroide, del tamaño de Ceres, uno de los asteroides más grandes del Sistema Solar, se estrelló contra Marte, arrancó un trozo del hemisferio norte y dejó un legado de elementos metálicos en el interior del planeta. El choque también creó un anillo de escombros rocosos alrededor de Marte que luego pueden haberse agrupado para formar sus lunas. Fobos y Deimos.
El estudio apareció en línea en la revista. Cartas de investigación geofísica , una publicación de la American Geophysical Union, en junio.
"Demostramos en este documento, que a partir de la dinámica y la geoquímica, que podíamos explicar estas tres características únicas de Marte, "dijo Mojzsis, profesor en el Departamento de Ciencias Geológicas de CU Boulder. "Esta solución es elegante, en el sentido de que resuelve tres problemas interesantes y sobresalientes sobre cómo surgió Marte ".
Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo sobre estas características. Hace más de 30 años, los científicos propusieron un gran impacto de asteroide para explicar las elevaciones dispares de los hemisferios norte y sur de Marte; la teoría se conoció como la "hipótesis de impacto único". Otros científicos han sugerido que la erosión, la tectónica de placas o los océanos antiguos podrían haber esculpido los distintos paisajes. El apoyo a la hipótesis del impacto único ha aumentado en los últimos años, apoyado por simulaciones por computadora de impactos gigantes.
Mojzsis pensó que al estudiar el inventario de elementos metálicos de Marte, tal vez pueda comprender mejor sus misterios. Se asoció con Ramon Brasser, astrónomo del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón, para cavar.
El equipo estudió muestras de meteoritos marcianos y se dio cuenta de que una sobreabundancia de metales raros, como el platino, el osmio y el iridio, en el manto del planeta, requería una explicación. Estos elementos normalmente se capturan en los núcleos metálicos de los mundos rocosos, y su existencia insinuaba que Marte había sido arrojado por asteroides a lo largo de su historia temprana. Al modelar cómo un objeto grande como un asteroide habría dejado tales elementos, Mojzsis y Brasser exploraron la probabilidad de que un impacto colosal pudiera explicar este inventario de metales.
Una vista topográfica global de color falso de Marte del experimento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA). La resolución espacial es de unos 15 kilómetros en el ecuador y menos en latitudes más altas. con una precisión vertical de menos de 5 metros. La figura ilustra las características topográficas asociadas con la repavimentación de las tierras bajas del hemisferio norte en las cercanías de la cuenca de impacto de Utopia (en el centro cercano de la imagen en azul). Crédito:Equipo Científico de MOLA
Los dos científicos estimaron primero la cantidad de estos elementos a partir de meteoritos marcianos, y dedujo que los metales representan aproximadamente el 0,8 por ciento de la masa de Marte. Luego, utilizaron simulaciones de impacto con asteroides de diferentes tamaños que chocaban contra Marte para ver qué tamaño de asteroide acumulaba los metales a la velocidad que esperaban en los inicios del sistema solar.
Basado en su análisis, Los metales de Marte se explican mejor por una colisión masiva de meteoritos hace unos 4.430 millones de años, seguido de una larga historia de impactos menores. En sus simulaciones por computadora, un impacto de un asteroide al menos 1, Se necesitaron 200 kilómetros (745 millas) de ancho para depositar suficientes elementos. Un impacto de este tamaño también podría haber cambiado enormemente la corteza de Marte, creando sus distintivos hemisferios.
De hecho, Mojzsis dijo:la corteza del hemisferio norte parece ser algo más joven que las antiguas tierras altas del sur, lo que estaría de acuerdo con sus hallazgos.
"La parte sorprendente es lo bien que encaja en nuestra comprensión de la dinámica de la formación de planetas, "dijo Mojzsis, refiriéndose al impacto teórico. "Un evento de impacto tan grande encaja elegantemente con lo que entendemos de ese tiempo formativo".
También se esperaría que tal impacto hubiera generado un anillo de material alrededor de Marte que luego se fusionó en Fobos y Deimos; esto explica en parte por qué esas lunas están hechas de una mezcla de material nativo y no marciano.
En el futuro, Mojzsis utilizará la colección de meteoritos marcianos de CU Boulder para comprender mejor la mineralogía de Marte y lo que puede decirnos sobre un posible impacto de asteroide. Tal impacto debería haber creado inicialmente grupos irregulares de material de asteroides y roca nativa de Marte. Tiempo extraordinario, los dos depósitos de material se mezclaron. Al observar meteoritos de diferentes edades, Mojzsis puede ver si hay más evidencia de este patrón de mezcla y, por lo tanto, potencialmente proporcionar más apoyo para una colisión primordial.
"Las buenas teorías hacen predicciones, "dijo Mojzsis, refiriéndose a cómo la teoría del impacto puede predecir cómo la composición de Marte. Al estudiar los meteoritos de Marte y relacionarlos con modelos de formación de planetas, espera mejorar nuestra comprensión de cuán masivo, Los antiguos asteroides cambiaron radicalmente el planeta rojo en sus primeros días.
