Casquetes polares de Marte
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El planeta Marte tiene dos casquetes de hielo permanentes en sus polos. Durante el invierno de un polo, permanece en continua oscuridad, enfriando la superficie y provocando la deposición del 25-30% de la atmósfera en bloques de hielo de CO2 (hielo seco).[1] Cuando los polos se exponen nuevamente a la luz solar, el CO2 congelado se sublima.[2] Estas acciones estacionales transportan grandes cantidades de polvo y vapor de agua, dando lugar a heladas similares a la Tierra y grandes cirros.
Los casquetes en ambos polos consisten principalmente en hielo de agua. El dióxido de carbono congelado se acumula como una capa comparativamente delgada de aproximadamente un metro de espesor en la capa norte en el invierno boreal, mientras que la capa sur tiene una capa de hielo seco permanente de aproximadamente 8 m de espesor.[3] El casquete polar norte tiene un diámetro de aproximadamente 1000 km durante el verano boreal marciano,[4] y contiene aproximadamente 1,6 millones de km³ de hielo, que si se distribuyese uniformemente en el casquete resultaría en 2 km de espesor.[5] Esto se compara con un volumen de 2,85 millones de km³ de la capa de hielo de Groenlandia.. El casquete polar sur tiene un diámetro de 350 km y un espesor de 3 km.[6] El volumen total de hielo en el casquete polar sur más los depósitos en capas adyacentes también se ha estimado en 1,6 millones de km³.[7] Ambos casquetes polares muestran depresiones en espiral, que un análisis reciente del radar de penetración de hielo SHARAD ha demostrado que son el resultado de vientos catabáticos aproximadamente perpendiculares que giran en espiral debido al efecto Coriolis.[8][9]
El congelamiento estacional de algunas áreas cercanas a la capa de hielo sur da como resultado la formación de 1 m gruesas placas de hielo seco sobre el suelo. Con la llegada de la primavera, la luz solar calienta el subsuelo y la presión del CO2 sublimado se acumula debajo de una losa, elevándola y finalmente rompiéndola. Esto conduce a erupciones similares a géiseres de gas CO2 mezclado con arena o polvo basáltico oscuro. Este proceso es rápido y se observa en el espacio de unos pocos días, semanas o meses, una tasa de cambio bastante inusual en geología, especialmente para Marte. El gas que corre por debajo de una losa hasta el lugar de un géiser esculpe un patrón en forma de araña de canales radiales por debajo del hielo.[10][11][12][13]
En julio de 2018, científicos italianos informaron del descubrimiento de un lago subglacial en Marte, 1,5 kilómetros (0,9 mi) debajo de la superficie de los depósitos estratificados del polo sur (no debajo de la capa de hielo permanente visible), y de aproximadamente 20 kilómetros (12,4 mi) de ancho, la primera masa de agua estable conocida en el planeta.[14][15]