Un'immagine topografica colorata che mostra le valli fluviali su Marte. Il canyon di sbocco Loire Vallis (linea bianca) formato dallo straripamento di un lago nel bacino del Parana (delineato in bianco). Le linee nere indicano altre valli fluviali formate da processi diversi dagli straripamenti lacustri. Lo sfondo è una topografia colorata derivata dall'altimetro laser Mars Orbiter su un mosaico di immagini del sistema di imaging a emissione termica. L'immagine ha un diametro di circa 650 chilometri. Credito: NASA/GSFC/ JPL ASU
Sulla Terra, l'erosione dei fiumi è di solito un processo lento. ma su marzoSecondo un nuovo studio condotto dai ricercatori dell'Università del Texas ad Austin, le massicce inondazioni da laghi di crateri traboccanti hanno avuto un ruolo smisurato nel modellare la superficie marziana, scavando profonde voragini e spostando grandi quantità di sedimenti.
Lo studio, pubblicato oggi (29 settembre 2021) in Natura, ha scoperto che le inondazioni, che probabilmente sono durate solo settimane, hanno eroso un sedimento più che sufficiente per riempire completamente il Lago Superiore e il Lago Ontario.
"Se pensiamo a come i sedimenti venivano spostati attraverso il paesaggio sull'antico Marte, le inondazioni dei laghi sono state un processo davvero importante a livello globale", ha affermato l'autore principale Tim Goudge, assistente professore presso la UT Jackson School of Geosciences. "E questo è un risultato un po' sorprendente perché sono state considerate anomalie una tantum per così tanto tempo".
I resti di un ex lago vulcanico su Marte circondato da altri crateri più piccoli. Il grande canyon di uscita in alto a sinistra si è formato durante un evento di rottura del cratere. Credito: Goudge et al.
I laghi del cratere erano comuni su Marte miliardi di anni fa, quando il Pianeta Rosso aveva acqua liquida sulla sua superficie. Alcuni crateri potrebbero contenere l'acqua di un piccolo mare. Ma quando l'acqua diventava troppo da trattenere, avrebbe violato il bordo del cratere, causando inondazioni catastrofiche che scavavano le valli fluviali sulla sua scia. UN uno studio del 2019 guidato da Goudge ha determinato che questi eventi sono accaduti rapidamente.
Le immagini di telerilevamento scattate dai satelliti in orbita attorno a Marte hanno permesso agli scienziati di studiare i resti dei laghi di crateri marziani violati. Tuttavia, i laghi del cratere e le loro valli fluviali sono stati per lo più studiati su base individuale, ha detto Goudge. Questo è il primo studio a indagare su come i 262 laghi violati attraverso il Pianeta Rosso abbiano modellato la superficie marziana nel suo insieme.
La ricerca ha comportato la revisione di un catalogo preesistente di valli fluviali su Marte e la classificazione delle valli in due categorie: valli che hanno avuto inizio sul bordo di un cratere, il che indica che si sono formate durante un'inondazione di un lago, e valli che si sono formate altrove nel paesaggio, che suggerisce una formazione più graduale nel tempo.
Una mappa globale di Marte che mostra le valli fluviali intorno al Pianeta Rosso. Le valli fluviali formate dalle brecce del lago del cratere sono in bianco. Le valli fluviali che si sono formate gradualmente nel tempo sono in nero. Credito: Goudge et al.
Da lì, gli scienziati hanno confrontato la profondità, la lunghezza e il volume dei diversi tipi di valle e hanno scoperto che le valli fluviali formate dalle brecce dei laghi del cratere colpiscono molto al di sopra del loro peso, erodendo quasi un quarto del volume della valle del fiume del Pianeta Rosso nonostante costituissero solo 3% della lunghezza totale della valle.
"Questa discrepanza è spiegata dal fatto che i canyon di sbocco sono significativamente più profondi di altre valli", ha affermato il coautore dello studio Alexander Morgan, ricercatore presso il Planetary Science Institute.
A 559 piedi (170.5 metri), la profondità media di una valle fluviale di breccia è più del doppio di quella di altre valli fluviali create più gradualmente nel tempo, che hanno una profondità media di circa 254 piedi (77.5 metri).
Inoltre, sebbene le voragini siano apparse in un istante geologico, potrebbero aver avuto un effetto duraturo sul paesaggio circostante. Lo studio suggerisce che le brecce hanno perlustrato i canyon così in profondità che potrebbero aver influenzato la formazione di altre valli fluviali vicine. Gli autori hanno affermato che questa è una potenziale spiegazione alternativa per la topografia unica della valle del fiume marziana che di solito è attribuita al clima.
Lo studio dimostra che le valli fluviali della rottura dei laghi hanno svolto un ruolo importante nel modellare la superficie marziana, ma Goudge ha affermato che è anche una lezione di aspettative. La geologia della Terra ha spazzato via la maggior parte dei crateri e rende l'erosione dei fiumi un processo lento e costante nella maggior parte dei casi. Ma questo non significa che funzionerà in questo modo su altri mondi.
"Quando si riempiono [i crateri] di acqua, c'è un sacco di energia immagazzinata lì per essere rilasciata", ha detto Goudge. "Ha senso che Marte possa inclinarsi, in questo caso, verso l'essere modellato dal catastrofismo più della Terra".
Riferimento: "L'importanza delle inondazioni della rottura del lago per l'incisione della valle su Marte precoce" di Timothy A. Goudge, Alexander M. Morgan, Gaia Stucky de Quay e Caleb I. Fassett, 29 settembre 2021, Natura.
DOI: 10.1038/s41586-021-03860-1
Gli altri coautori dello studio sono la ricercatrice post-dottorato della Jackson School Gaia Stucky de Quay e Caleb Fassett, uno scienziato planetario del NASA Centro di volo spaziale Marshall.
La NASA ha finanziato la ricerca.
