Un nuevo estudio explora cómo los cambios en el espesor de la corteza terrestre durante la historia antigua de Marte pueden haber afectado la evolución magmática y el sistema hidrológico del planeta. Investigación, publicada Cartas sobre ciencias planetarias y terrestres, sugiere que la gruesa corteza de las tierras altas del sur de Marte produjo magma granítico hace miles de millones de años y sostuvo vastos acuíferos subterráneos, desafiando suposiciones arraigadas sobre el pasado geológico e hidrológico del Planeta Rojo.
La investigación dirigida por Sin-Tye Lee de la Universidad Rice muestra que la gruesa corteza de las Tierras Altas del Sur (hasta 80 kilómetros en algunas áreas) estaba lo suficientemente caliente durante los períodos de Noé y Hespérico temprano (hace 3 a 4 mil millones de años). Tolera la fusión parcial en la corteza inferior. Este proceso, impulsado por calentamiento radiactivo, puede producir cantidades significativas de magma silícico como granito y acuíferos superficiales soportados debajo de la capa superficial congelada.
“Nuestros hallazgos indican que los procesos de la corteza terrestre en Marte fueron mucho más dinámicos de lo que se pensaba anteriormente”, dijo Lee, profesor de Geología Harry Carother Wyss y profesor de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias. “La gruesa corteza en las Tierras Altas del Sur no podría haber producido magma granítico sin placas tectónicas, pero creó las condiciones térmicas para el agua subterránea estable (reservorios de agua líquida) en un planeta que a menudo consideramos seco y congelado”.
El equipo de investigación, que incluye a los profesores de Rice Rajdeep Dasgupta y Kirsten Seebach, el asociado de investigación postdoctoral Duncan Keller, los estudiantes graduados Jackson Borchardt y Julien Zhang, y Patrick McGovern del Instituto Lunar y Planetario, empleó modelos térmicos avanzados para reconstruir las condiciones térmicas de la corteza de Marte. durante los períodos de Noé y principios de Hesperio. Al considerar factores como el espesor de la corteza, la producción de calor radiativo y el flujo de calor del manto, los investigadores simularon cómo el calor afecta el derretimiento de la corteza y el potencial de estabilización del agua subterránea.
Sus modelos revelaron que las regiones con un espesor de la corteza superior a 50 km experimentarían una fusión parcial extensa, produciendo magmas félsicos ya sea directamente a través de la fusión por deshidratación o indirectamente a través de la cristalización fraccionada de magmas intermedios. Además, debido a los mayores flujos de calor, la gruesa corteza de las Tierras Altas del Sur habría sostenido una importante retención de agua subterránea que se extendía varios kilómetros por debajo de la superficie.
La investigación cuestiona la idea de que los granitos son exclusivos de la Tierra, lo que demuestra que Marte también puede producir magma granítico mediante calentamiento radiogénico sin placas tectónicas. Es probable que estos granitos estén ocultos debajo de flujos basálticos en las tierras altas del sur, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre la geología de Marte. Además, el estudio destaca la posible formación de antiguos sistemas de agua subterránea en las tierras altas del sur de Marte, donde el alto flujo de calor superficial reduce la cantidad de permafrost y crea acuíferos subterráneos estables. Estos reservorios de agua pueden ser accedidos periódicamente por actividad volcánica o impactos, lo que resulta en inundaciones episódicas de la superficie del planeta.
Los hallazgos han arrojado implicaciones significativas para la habitabilidad, como la presencia de agua líquida y la capacidad de producir magma granítico, que a menudo contiene elementos importantes para la vida, lo que sugiere que las tierras altas del sur de Marte pueden haber sido más hospitalarias para la vida en el pasado que antes. pensamiento.
“Los granitos no son sólo rocas; son archivos geológicos que nos informan sobre la evolución térmica y química de un planeta”, dijo Dasgupta, profesor Morris Ewing de Ciencias Planetarias, Ambientales y de la Tierra. “En la Tierra, los granitos están ligados a la tectónica y al reciclaje de agua. El hecho de que veamos evidencia de magmas similares en Marte a través de la corteza profunda subraya la complejidad del planeta y su potencial para albergar vida en el pasado”.
La investigación destaca regiones de Marte donde futuras misiones podrían centrarse en identificar rocas graníticas o explorar cuerpos de agua antiguos. Por ejemplo, los grandes cráteres y grietas en las Tierras Altas del Sur pueden ofrecer vislumbres de la corteza profunda del planeta.
“Cada conocimiento de los procesos de la corteza marciana nos acerca a responder algunas de las preguntas más profundas de la ciencia planetaria, incluida cómo evolucionó Marte y cómo podría albergar vida”. “Nuestra investigación proporciona una hoja de ruta sobre dónde buscar y qué buscar mientras buscamos estas respuestas”.
Esta investigación fue posible gracias a la subvención 80NSSC18K0828 de la NASA.