Dos planetólogos han descubierto signos de una pluma activa en Marte. Se trata de un chorro de materia que se eleva desde el manto debajo de una amplia llanura llamada Elysium Planitia. La estructura podría estar detrás de los signos de actividad volcánica recientemente activa en Marte, indica el estudio publicado en Nature Astronomy.

La historia volcánica de Marte

El período de vulcanismo intenso ocurrió en la historia temprana de Marte. Se cree que en esta época aparecieron gigantescas estructuras volcánicas en escudo, como el Monte Elíseo o los volcanes Tharsis. Los especialistas asocian su desarrollo con flujos ascendentes potentes y estables de materia del manto: penachos.

En la Tierra también tenemos este tipo de penachos de donde salen volcanes como Toba y Yellowstone, o áreas de vulcanismo activo como Islandia. Pero la mayoría de los volcanes en la Tierra surgen en zonas de subducción, donde una placa litosférica se sumerge debajo de otra, y no hay tectónica de placas en Marte. 

Sin embargo, recientemente los científicos han recibido evidencia de que los procesos dinámicos en el interior marciano no se han detenido hasta ahora. Sus manifestaciones se localizan en la Elysium Planitia, al sureste del volcán del mismo nombre. 

El Elysium Planitia está atravesado por un sistema de fallas, los llamados Cerberus Fossae. Se supone que fueron la fuente de emisiones piroclásticas con un volumen total de 11-28 millones de metros cúbicos. Los datos recopilados por InSight desde febrero de 2019 han demostrado que los Surcos de Cerberus son el centro de actividad sísmica causada por procesos en un depósito de magma en la base de la corteza.

El estudio

Ahora los científicos planetarios de la Universidad de Arizona, Adrien Broquet y Jeffrey Andrews-Hanna buscaron descubrir cómo se forma el magma debajo de Cerberus Fossae. El dúo estudió datos geofísicos y topográficos.

Basaron el modelo en los datos de mediciones de anomalías gravitatorias. Además, tomaron en cuenta la pendiente del fondo de los cráteres y calcularon el campo de tensión de la corteza en la región.

Para analizar la distribución de las anomalías de gravedad, los autores utilizaron el mapa de anomalías globales GMM-3. Este mapa está basado en datos sobre las fluctuaciones de altitud orbital de tres vehículos: MGS, Mars Odyssey y MRO.

De él eligieron una sección de la Elysium Planitia para excluir su contribución a las anomalías. El perfil del sitio dio como resultado una anomalía positiva de hasta 50 miligramos, la cual refleja la existencia de una gran estructura elevada en la corteza. Broquet y Andrews-Hanna sugirieron que su origen se debe a una pluma del manto.

Luego, modelaron el levantamiento de la corteza bajo la influencia de la pluma, obteniendo un resultado cercano a la topografía observada en la región de Cerberus Fossae. Sus perfiles topográficos muestran que el nivel de la superficie aquí se eleva alrededor de un kilómetro en relación con el área circundante.

La Pluma 

El cálculo del campo de tensiones tectónicas en este modelo mostró que la corteza en la región anómala experimenta tensión, mientras que a su alrededor se contrae. Esta compresión es de naturaleza global y está asociada con el enfriamiento de Marte. Por lo tanto, las fallas de Cerberus Fossae solo pueden explicarse cuando la pluma se introduce en el modelo de tensión. 

Los centros de fusión aparecen en su parte superior y en la base de la litosfera. El magma se precipita hacia las zonas debilitadas de la corteza, formando intrusiones de diques. Las fallas son una consecuencia de este proceso. La relajación del estrés va acompañada de martemotos, lo que se confirma con los datos de la sonda InSight.

Los investigadores estimaron que la cabeza de la pluma tiene entre 3600 y 4000 kilómetros de diámetro. Esto es comparable al tamaño de estructuras similares en la Tierra, y entre 200 y 500 kilómetros de espesor. La proyección del centro sobre la superficie está a solo 200 kilómetros de distancia de los epicentros de los martemotos más cercanos.

El estudio significa que Marte sería el tercer planeta del Sistema Solar con actividad de pluma de manto, uniéndose a la Tierra y Venus. Además, un calentamiento interior podría evitar que los lagos debajo de la superficie marciana se congelen. Esto tiene implicaciones para la búsqueda de vida marciana, como pueden ser microbios que estén escondidos en tales lagos.