25 de junio de 2008

Evidencias de impacto de un asteroide masivo en Marte apoyadas por simulaciones

Imagen: M. Marinova, O. Aharonson, E. Asphaug.

Las grandes diferencias entre los hemisferios norte y sur de Marte, ha desafiado a los científicos durante 30 años. Una de las explicaciones propuestas: un enorme impacto de asteroides, ahora tiene un fuerte apoyo en simulaciones por computadora llevadas a cabo por dos grupos de investigadores. Científicos planetarios de la Universidad de California, en Santa Cruz (UCSC), participaron en ambos estudios, que aparecen en la edición del 26 de junio de 2008 de Nature.

¿Por qué Marte tiene dos caras? Tres equipos de científicos estadounidenses hallaron evidencia que confirma la teoría de que un único impacto cataclísmico dejó una huella indeleble en el planeta rojo, quizá la más grande en el sistema solar.

"Es una muy vieja idea, pero nadie había hecho el cálculo numérico para ver qué sucedería cuando un gran asteroide impactaba Marte", dijo Francis Nimmo, profesor asociado de Ciencias planetarias y de la Tierra en la UCSC y primer autor de uno de los trabajos.

El grupo de Nimmo encontró que dicho efecto podría producir las diferencias observadas entre los hemisferios de Marte. El otro estudio utilizó un enfoque diferente y llegó a la misma conclusión. El trabajo de Nimmo también sugiere predicciones comprobables sobre las consecuencias del impacto.

La llamada dicotomía hemisférica fue observada por primera vez por las misiones Viking a Marte, de la NASA, en la década de 1970. La nave espacial Viking reveló que las dos mitades del planeta tenían un aspecto muy diferente, con planicies relativamente jóvenes y de baja altitud, al norte, y tierras altas llenas de cráteres, relativamente antiguas, en el sur. Unos 20 años después, la misión Mars Global Surveyor puso de manifiesto que la corteza del planeta es mucho más gruesa en el sur y también reveló anomalías magnéticas presentes en el hemisferio sur y no en el norte.

"Dos explicaciones principales han sido propuestas para la dicotomía hemisférica: o bien algún tipo de proceso interno cambió la mitad del planeta, o bien un gran impacto golpeó un lado de él", dijo Nimmo. "El impacto tendría que ser lo suficientemente grande como para hundir la corteza de la mitad del planeta, pero no tan grande para que todo se derrita. Demostramos que realmente se puede formar la dicotomía de esta manera."

El grupo de Nimmo incluye al estudiante graduado de la UCSC, Shawn Hart, al investigador asociado Don Korycansky, y Craig Agnors, de la Universidad Queen Mary de Londres. El otro trabajo es de Margarita Marinova y Oded Aharonson del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y Erik Asphaug, catedrático Ciencias planetarias y de la Tierra en la UCSC.

El modelo cuantitativo utilizado por el grupo de Nimmo calculó los efectos de un impacto en dos dimensiones. El grupo de Asphaug utilizó un modelo diferente para calcular los efectos del impacto en tres dimensiones, pero con menor resolución (es decir, menos detalle en la simulación).

"Los dos enfoques son complementarios. Al ponerlos juntos se obtiene un panorama completo", dijo Nimmo. "El modelo de dos dimensiones proporciona una alta resolución, pero sólo se pueden ver los efectos verticales. El modelo tridimensional permite impactos no verticales, pero la resolución es menor por lo que no se puede rastrear lo que ocurre con la corteza."

La mayoría de los efectos planetarios no son verticales, dice Asphaug. Su grupo encontró una "marca suave" de las condiciones del impacto que dan lugar a una dicotomía hemisférica acordando con las observaciones. Esas condiciones incluyen un objeto impactante de alrededor de la mitad a dos tercios el tamaño de la Luna, chocando con un ángulo de 30 a 60 grados.

"Así es como los planetas terminaron su actividad de formación," dice Asphaug. "Ellos chocaron con otros cuerpos de tamaño comparable en gigantescas colisiones. La última de esas grandes colisiones define el planeta."

De acuerdo con el análisis de Nimmo, las ondas de choque del impacto viajan a través del planeta y perturban la corteza en el otro lado, provocando cambios en el campo magnético registrado en ese lugar. Los cambios previstos son consistentes con las observaciones de anomalías magnéticas en el hemisferio sur, dijo.

Además, la nueva corteza que se formó en las tierras bajas del norte puede derivar de roca de la profundidad del manto fundida por el impacto y debe tener características muy diferentes de la corteza del hemisferio sur. Algunos meteoritos de Marte pueden tener su origen en el norte de la corteza, dijo Nimmo. El estudio también sugiere que el impacto ocurrió aproximadamente al mismo tiempo del impacto en la Tierra que creó la Luna.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.ucsc.edu/