Los investigadores basados ​​en millones de kilómetros de Marte han revelado nueva evidencia de cómo se forman las características contemporáneas en el Planeta Rojo. Sus innovadores experimentos de laboratorio sobre la sublimación de dióxido de carbono (CO2), el proceso por el cual una sustancia cambia de sólido a gas sin una fase líquida intermedia, sugieren que el mismo proceso es responsable de alterar la apariencia de las dunas de arena en Marte.

La investigación fue dirigida por un equipo del Trinity College Dublin compuesto por un candidato a doctorado en la Facultad de Ciencias Naturales, Lauren Mc Keown, y la Dra. Mary Bourke, junto con el profesor Jim McElwaine de la Universidad de Durham. Su trabajo, que describe fenómenos diferentes a todo lo visto en la Tierra, acaba de ser publicado en el Informes científicos .

Lauren Mc Keown dijo:"Todos hemos escuchado los fragmentos de noticias emocionantes sobre la evidencia de agua en Marte. Sin embargo, el clima marciano actual no suele soportar agua en su estado líquido, por lo que es importante que comprendamos el papel de otros volátiles que probablemente estén modificando a Marte en la actualidad ".

"La atmósfera de Marte está compuesta por más del 95% de CO2, sin embargo, sabemos poco sobre cómo interactúa con la superficie del planeta. Marte tiene estaciones al igual que la Tierra, lo que significa que en invierno, Una gran cantidad de CO2 en la atmósfera cambia de estado de gas a sólido y se deposita en la superficie de esa forma. Luego, el proceso se invierte en la primavera, como el hielo se sublima, y esta interacción estacional puede ser un proceso geomórfico realmente importante ".

El Dr. Bourke agregó:"Hace varios años descubrí marcas únicas en la superficie de las dunas de arena marcianas. Las llamé Surcos de Arena porque eran alargados y poco profundos, elementos en red que se formaron y desaparecieron estacionalmente en las dunas marcianas. Lo que era inusual en ellos era que parecían tener tendencia tanto hacia arriba como hacia abajo por las laderas de las dunas, que descartó el agua líquida como la causa ".

"En ese momento propuse que se habían formado mediante crioventilación, un proceso mediante el cual el gas CO2 presurizado debajo del depósito de hielo estacional erosiona patrones complejos en la superficie de la duna cuando el hielo se fractura y libera el gas en altísimos géiseres de polvo y gas. I Me encantó que Lauren se uniera al Grupo de Procesos de la Tierra y la Superficie Planetaria en el Departamento de Geografía para trabajar en este fenómeno con Jim y conmigo. Lo que se requería era una demostración de cómo la arena respondería a la sublimación del hielo de CO2, y este trabajo publicado es un paso importante para proporcionar la prueba requerida ".

Los investigadores diseñaron y construyeron una cámara de baja humedad y colocaron bloques de CO2 en la superficie granular. Los experimentos revelaron que la sublimación de CO2 puede formar una variedad de morfologías de surcos similares a las observadas en Marte.

Los barrancos lineales son otro ejemplo de características marcianas activas que no se encuentran en la Tierra. Son largos a veces sinuoso, estrechas tallas que se cree que se forman por bloques de hielo de CO2 que caen de los bordes de las dunas y se "deslizan" cuesta abajo.

Lauren Mc Keown dijo:"La diferencia de temperatura entre la superficie arenosa y el bloque de CO2 generará una capa de vapor debajo del bloque, permitiéndole levitar y maniobrar cuesta abajo, de manera similar a cómo se deslizan los discos sobre una mesa de hockey sobre hielo, tallando un canal a su paso. En el término, el bloque sublimará y erosionará un pozo. Luego desaparecerá sin dejar rastro más que la depresión circular debajo de él ".

"Si bien los barrancos de la Tierra están formados comúnmente por agua líquida, casi siempre terminan en delantales de escombros y no en hoyos. La presencia de pozos, por lo tanto, proporciona más apoyo a una hipótesis según la cual los bloques de CO2 son responsables de los barrancos lineales ".

Al deslizar bloques de hielo seco sobre el lecho de arena en la cámara de baja humedad, el grupo demostró que los bloques estacionarios podrían erosionar la topografía negativa en forma de pozos y depositar diques laterales. En algunos casos, Los bloques se sublimaron tan rápidamente que excavaron bajo el subsuelo y fueron tragados por la arena en menos de 60 segundos.

El profesor McElwaine dijo:"Este proceso es realmente diferente a todo lo que se haya visto que ocurra naturalmente en la Tierra:el lecho parece fluidizado y la arena se levanta en todas direcciones. Cuando observamos por primera vez este efecto particular, fue un momento realmente emocionante ".

Generando modelos 3-D del lecho modificado en cada caso, Las dimensiones de los pozos podrían usarse para predecir el rango de tamaños de bloques que erosionarían los pozos que se ven en Marte, que varían en diámetro desde 1 m hasta 19 m. Se observó que un pozo en la megaduna del cráter Russell en Marte crecía dentro de un año de Marte en la medida predicha por estos cálculos, tras la observación de un bloque dentro de él el año anterior.

La siguiente fase de trabajo, apoyado por la financiación de Europlanet Horizonte 2020, verá al equipo dirigirse a la Cámara de Marte de la Universidad Abierta para evaluar la influencia de las condiciones atmosféricas marcianas en estos nuevos procesos geomórficos y probar un modelo numérico desarrollado por el profesor McElwaine.