La sonda Mars Express de la ESA ha captado una sorprendente variedad de formas terrenales que emergen de un espeso manto de escarcha invernal a medida que llega la primavera a la región polar sur de Marte. Algunas de estas formaciones son sorprendentemente oscuras en comparación con su gélido entorno, lo que les ha valido el apodo de "terreno críptico."

Los casquetes polares estacionales de Marte están compuestos principalmente de hielo de dióxido de carbono con algo de hielo de agua. El hielo se sublima parcialmente (se convierte directamente de hielo sólido a vapor) en primavera, liberando grandes cantidades de gas a la delgada atmósfera de Marte. En otoño, el vapor se condensa de nuevo y los casquetes polares crecen. A finales de invierno pueden llegar incluso a los 55 grados de latitud, aproximadamente el equivalente a las zonas meridionales de Escocia y Dinamarca si se trasladan al hemisferio norte de la Tierra.

Este ciclo de congelación y descongelación da lugar a una variedad de curiosas características de la superficie, muchas de las cuales se capturan en estas imágenes de la región Australe Scopuli, cerca del polo sur de Marte. Las imágenes fueron tomadas por la cámara estéreo de alta resolución (HRSC) a bordo de la sonda Mars Express el 2 de abril de 2024 durante la primavera del hemisferio sur.

El lado izquierdo de la imagen principal (arriba), está dominado por una gruesa pila de depósitos estratificados expuestos, formados a medida que las capas de hielo se congelan con cantidades variables de polvo atrapado en su interior. El lado derecho de la imagen principal muestra la superficie lisa de estos depósitos estratificados polares.

El terreno de tonos oscuros domina el centro de la imagen. Originalmente apodado terreno críptico porque no estaba claro por qué estas características emergentes son mucho más oscuras que el resto de la capa de hielo, los investigadores ahora tienen una mejor idea de los procesos que se desarrollan en esta región dinámica.

Patrones Periglaciares

Al ampliar la región oscura de la imagen principal, se revela que la superficie está cubierta con un patrón de formas poligonales en un rango de escalas. Cada polígono está delimitado por depresiones o crestas, y a veces las depresiones atrapan escarcha brillante.
 

Para ver más de cerca el terreno poligonal, podemos recurrir a imágenes de mayor resolución proporcionadas por la sonda Trace Gas Orbiter, TGO, de la ESA. Aunque el ejemplo que se muestra aquí (arriba) es de una zona diferente en las latitudes meridionales de Marte, ilustra de forma hermosa la presencia de hielo persistente en los bordes de los polígonos dentro y alrededor de un cráter de impacto, en una fría mañana de primavera.

En la Tierra, este patrón es una característica periglacial común en las regiones árticas y antárticas que suele indicar la presencia de hielo de agua en el suelo. "Periglacial" se refiere a regiones y procesos en los que el clima frío contribuye a la evolución de las formas del terreno y los paisajes. Los polígonos se forman a partir de ciclos de congelación y descongelación del hielo del suelo a lo largo de varios años, o incluso siglos. Estudiar este tipo de patrones en Marte puede ayudar a los investigadores a descifrar la historia climática del planeta.

Chorros y Abanicos

En muchos lugares de la imagen se pueden ver depósitos brillantes y oscuros en forma de abanico. Miden desde decenas de metros hasta varios cientos de metros y están orientados en la dirección de los vientos predominantes.

Cuando la luz del sol penetra a través de la capa de hielo de dióxido de carbono translúcido a principios de la primavera, calienta la superficie subyacente. El hielo de la parte inferior de la capa comienza a sublimarse, creando bolsas de gas atrapado. La presión aumenta y el hielo que se encuentra por encima se agrieta de repente. Chorros de gas salen disparados a través de la superficie, arrastrando polvo oscuro desde abajo. El polvo vuelve a caer a la superficie en un patrón formado por la dirección del viento predominante.

El proceso es similar al que crea las características de "araña" presentes en otras imágenes reciente de Mars Express.

Una vez que el material oscuro se ha asentado sobre el hielo, se inicia una segunda fase en la que el hielo y la nueva capa de polvo interactúan.

El material oscuro absorbe más luz solar que el hielo más brillante y reflectante, por lo que calienta el hielo sobre el que cayó y los granos oscuros se hunden gradualmente a través del hielo. Al mismo tiempo, esto acelera el proceso de sublimación, creando un agujero. O bien se revela hielo fresco debajo, o bien puede condensarse nueva escarcha sobre los granos oscuros que se hunden, lo que da como resultado un abanico brillante en lugar del abanico inicialmente oscuro.

Este proceso solo se observa en primavera. Una vez que la capa de hielo translúcida estacional se ha sublimado por completo, los abanicos se vuelven indistinguibles de la superficie subyacente.

Explorando Marte

Gracias a la longevidad de misiones como Mars Express, que llegó a la órbita del Planeta Rojo en 2003, es posible observar los cambios estacionales a lo largo de muchos años y comprender mejor características que antes eran crípticas.

Además de estudiar los casquetes polares del planeta, la HRSC nos ha mostrado la gama completa de características geológicas de Marte, desde crestas y surcos esculpidos por el viento hasta sumideros en los flancos de volcanes colosales, cráteres de impacto, fallas tectónicas, canales fluviales y antiguas piscinas de lava.

Con su conjunto de ocho instrumentos, Mars Express también cartografia los minerales del planeta, explora la composición y circulación de su atmósfera, explora debajo de su corteza y estudia el entorno marciano.