Los científicos han encontrado pruebas de que la región del norte de Marte llamada Arabia Terra, experimentó miles de “súper erupciones”, las erupciones volcánicas más violentas conocidas, durante un período de 500 millones de años.
Algunos volcanes producen erupciones tan poderosas que liberan océanos de polvo y gases tóxicos en el aire, bloqueando la luz solar y cambiando el clima de un planeta durante décadas. Al estudiar la topografía y la composición mineral de una parte de la región de Arabia Terra en el norte de Marte, los científicos encontraron recientemente evidencia de miles de “súper erupciones”.
Lanzando vapor de agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre al aire, estas explosiones atravesaron la superficie marciana durante un período de 500 millones de años, hace unos 4 mil millones de años. Los científicos informaron de esta estimación en un artículo publicado en la revista Geophysical Research Letters en julio de 2021.
“Cada una de estas erupciones habría tenido un impacto climático significativo; tal vez el gas liberado hizo que la atmósfera fuera más gruesa o bloqueara el Sol y enfrió la atmósfera”, dijo Patrick Whelley, geólogo del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien dirigió el análisis de Arabia Terra. “Los modeladores del clima marciano tendrán que investigar a fondo para tratar de comprender el impacto de los volcanes”.
El científico de Goddard de la NASA y autor principal del estudio Arabia Terra, Patrick Whelley, aparece en esta foto preparándose para realizar un estudio de escaneo láser 3D, en el sitio de la erupción de 1875 del volcán Askja, en Islandia, el 2 de agosto de 2019.
Créditos: Jacob Richardson/NASA Goddard.
Después de hacer estallar el equivalente a 400 millones de piscinas olímpicas de roca fundida y gas a través de la superficie y esparcir una gruesa capa de ceniza hasta miles de kilómetros del lugar de la erupción, un volcán de esta magnitud colapsa en un agujero gigante llamado “caldera”. Las calderas, que también existen en la Tierra, pueden tener decenas de kilómetros de ancho. Siete calderas en Arabia Terra, han sido los primeros indicios de que la región pudo haber albergado volcanes capaces de producir súper erupciones.
Inicialmente se pensó que eran depresiones causadas por impactos de asteroides en la superficie marciana hace miles de millones de años. En 2013 los científicos propusieron mediante un estudio, que estas cuencas eran calderas volcánicas. Observaron que estas estructuras no eran perfectamente redondas como los cráteres de impacto, y tenían algunos signos de colapso, como superficies muy profundas y bancos de roca cerca de las paredes.
“Leímos ese documento y estábamos interesados en hacer un seguimiento, pero en lugar de buscar los volcanes en sí mismos, buscamos la ceniza, porque no se puede ocultar esa evidencia”, dijo Whelley.
Whelley y sus colegas tuvieron la idea de buscar muestras de ceniza después de conocer a Alexandra Matiella Novak, vulcanóloga del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland. Matiella Novak ya había estado usando datos del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA para encontrar cenizas en otros lugares de Marte, por lo que se asoció con Whelley y su equipo para buscar específicamente en Arabia Terra.
El análisis del equipo continuó el trabajo de otros científicos que sugirieron anteriormente que los minerales en la superficie de Arabia Terra eran de origen volcánico. Otro grupo de investigación, al enterarse de que las cuencas de Arabia Terra podrían ser calderas, había calculado dónde se habrían asentado las cenizas de posibles súper erupciones en esa región: viajando a favor del viento, hacia el este, se diluiría lejos del centro de los volcanes, o en este caso, lo que queda de ellos: las calderas.
“Así que lo recogimos en ese punto y dijimos, ‘OK, bueno, estos son minerales que están asociados con cenizas volcánicas alteradas, lo cual ya ha sido documentado, así que ahora vamos a ver cómo se distribuyen los minerales para ver si siguen el patrón que esperaríamos ver en las súper erupciones”, dijo Matiella Novak.
Créditos: Madison Dean/NASA Goddard.
El equipo utilizó imágenes del Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer del MRO para identificar los minerales en la superficie. Mirando en las paredes de los cañones y cráteres de cientos a miles de kilómetros de las calderas, donde la ceniza habría sido transportada por el viento, identificaron minerales volcánicos convertidos en arcilla por la acción del agua, incluyendo montmorillonita, imogolita y alofano. Luego, utilizando imágenes de cámaras del MRO, el equipo elaboró mapas topográficos tridimensionales de Arabia Terra.
Al colocar los datos minerales sobre los mapas topográficos de los cañones y cráteres analizados, los investigadores pudieron ver en los depósitos ricos en minerales, que las capas de ceniza estaban muy bien conservadas; en lugar de mezclarse con los vientos y el agua, la ceniza se acumuló en capas.
“Fue entonces cuando me di cuenta de que esto no era una casualidad, era una señal real”, dijo Jacob Richardson, un geólogo de NASA Goddard que trabajó con Whelley y Novak. “De hecho, estamos viendo lo que se predijo y ese fue el momento más emocionante para mí”.
Los mismos científicos que identificaron originalmente las calderas en 2013 también calcularon cuánto material habría explotado de los volcanes, en función del volumen de cada caldera. Esta información permitió a Whelley y sus colegas calcular el número de erupciones necesarias para producir el espesor de ceniza que encontraron. Resultó que hubo miles de erupciones, dijo Whelley.
Una cuestión pendiente es cómo un planeta puede tener solo un tipo de volcán ensuciando una región. En la Tierra, los volcanes capaces de súper erupciones (la más reciente hace 76.000 años en Sumatra, Indonesia), están dispersos por todo el mundo y coexisten en áreas con otros tipos de volcanes. Marte también tiene muchos otros tipos de volcanes, incluido el volcán más grande del sistema solar llamado Olympus Mons. Olympus Mons es 100 veces más grande en volumen que el volcán más grande de la Tierra, el Mauna Loa en Hawái, y se lo conoce como un “volcán en escudo”, que drena la lava por una montaña de pendiente suave. Arabia Terra, hasta ahora, supone la única evidencia de volcanes explosivos en Marte.
Es posible que los volcanes súper eruptivos se concentraran en regiones de la Tierra, pero es posible que se hayan erosionado física y químicamente o se hayan movido alrededor del mundo a medida que los continentes se desplazaron debido a la tectónica de placas. Estos tipos de volcanes explosivos también podrían existir en regiones de la luna o de Júpiter o podrían haberse agrupado en Venus. Cualquiera que sea el caso, Richardson espera que Arabia Terra enseñe a los científicos algo nuevo sobre los procesos geológicos que ayudan a dar forma a planetas y lunas.
“La gente leerá nuestro periódico y dirá, ‘¿Cómo? ¿Cómo pudo pasar esto en Marte? ¿Cómo puede un planeta tan pequeño derretir suficiente roca para provocar miles de súper erupciones en un solo lugar? ‘”, Dijo. “Espero que estas preguntas den lugar a muchas otras investigaciones”.