Athabasca Valles - Athabasca Valles

Valles de Athabasca
Athabasca Valles.JPG
Os Valles de Athabasca, mostrando a direção do fluxo do que alguns pesquisadores interpretam como morfologias relacionadas às cheias. Observe as ilhas aerodinâmicas que mostram a direção do fluxo para sudoeste.
Coordenadas 8 ° 36′N 205 ° 00′W / 8,6 ° N 205,0 ° W / 8,6; -205,0 Coordenadas : 8,6 ° N 205,0 ° W8 ° 36′N 205 ° 00′W /  / 8,6; -205,0
Comprimento 285,0 km (177,1 mi)
Nomeação Rio no Canadá. (Alterado de Athabasca Vallis.)

Os Vales de Athabasca são um sistema de canais de escoamento do período amazônico tardio na região central de Elysium Planitia de Marte , localizada ao sul de Elysium Rise . Eles são parte de uma rede de canais de escoamento nesta região que se entende emanar de grandes fissuras na superfície marciana, em vez dos terrenos de caos que originam os canais de escoamento circunjacentes . Os Vales de Athabasca, em particular, emanam de uma das fissuras de Cerberus Fossae e fluem a jusante para sudoeste, restritos ao sul por uma crista enrugada por mais de 100 km, antes de desembocar na planície vulcânica Cerberus Palus . Os Vales Athabasca são amplamente conhecidos como o sistema de canais de escoamento mais jovem do planeta.

Embora os pesquisadores geralmente concordem que o vale foi formado pelo derramamento catastrófico da fissura Cerberus Fossae mais ao sul, a comunidade científica não chegou a um consenso sobre o mecanismo de formação preciso por trás dos Valles de Athabasca - ambos na natureza dos fluidos que seguiram pelo vale , e em termos de eventos geológicos posteriores que, desde então, ressurgiram na região. Os pesquisadores propõem concomitantemente uma origem da água de inundação (semelhante às inundações de Missoula que formaram as Ilhas Canalizadas do estado de Washington), uma origem de lava de baixa viscosidade (semelhante aos fluxos pahoehoe do Havaí), uma origem glacial ou alguma combinação das anteriores mecanismos. A presença de montículos perfurados no fundo do vale também tem sido objeto de debate e sustenta as diferentes hipóteses que foram propostas, e foram variavelmente sugeridas como pingoes e cones sem raízes . Os terrenos poligonais de escalas variáveis ​​observados em Athabasca Valles e a jusante em Cerberus Palus foram propostos como tendo ambos e / ou características vulcânicas e periglaciais. As interpretações nesses terrenos diferem fortemente, mesmo no que diz respeito à ordem em que essas características se sobrepõem a outros eventos no vale.

Contexto

O sistema Athabasca Valles fica ao sul do pico Albor Tholus da província vulcânica de Elysium , a segunda província vulcânica mais significativa do planeta Marte. Encontra-se nas terras altas do sul de Marte em uma parte difusa da dicotomia da crosta terrestre do planeta . É um vale que se estende de nordeste a sudoeste no extremo sul da província de Elysium. Cerberus Fossae existe em uma colina a nordeste da parte mais oriental do vale e pontua o terreno em uma direção perpendicular à tendência dos Valles de Athabasca. A jusante, a sudoeste do sistema de vales, fica a planície de Cerberus Palus . A rota do canal de escoamento durante a sua formação provavelmente seguiu um caminho pré-existente com tendência sudoeste, uma vez que é limitado ao sul por uma crista de rugas associada a tensões compressivas que emanam da província vulcânica de Elysium. Ele emana de sua fonte em Cerberus Fossae em dois canais que convergem aproximadamente 25 km a sudoeste da fissura; depois de mais 80 km, o vale se torna distributivo , com alguns de seus ramos rompendo a crista de rugas que delimita o sul. Evidências geomórficas de depósitos afiliados a vales desaparecem em sua extremidade sudoeste sob fluxos de lava recentes. Os materiais que formam o fundo do vale do sistema são considerados ultramáficos ou máficos em composição, caracterizados por uma abundância de Fe e uma relativa escassez de K e Th com base em dados do espectrômetro de raios gama (GRS). Observa-se que alguma exumação eólica ressurgiu do chão. Além disso, a extensão e compressão em grande escala são evidentes na unidade de piso Athabasca Valles, o que pode ter sido associado a eventos tectônicos regionais anteriores ou ao esvaziamento de uma câmara magmática subjacente . A unidade vulcânica proposta para compor o solo dos Vales de Athabasca (entre outros terrenos) é considerada por alguns pesquisadores como a mais jovem e maior unidade de lava inundada em Marte, e a única instância de uma unidade de lava inundada que exibe evidências morfológicas de fluxo turbulento . No total, a extensão da área dos fluxos de lava descascada que formaram o sistema Athabasca Valles foram mapeados cobrindo uma região que atinge completamente Elysium Planitia ao sul, desaparecendo indistintamente na margem norte de Zephyria Planum e se estendendo por uma ampla faixa de Cerberus Palus no sentido leste-oeste, percorrendo uma região quase tão ampla quanto o Elysium Rise. Esta unidade de lava inundada é tão grande quanto Oregon e tem uma extensão de área maior do que a maior das grandes províncias ígneas da Terra - as armadilhas de Deccan e Rajamundry, do sul da Índia . Um terreno nodoso fica a noroeste da desembocadura dos Valles de Athabasca e foi datado pela contagem de crateras como a unidade geológica mais antiga existente no sistema dos Valles de Athabasca, e tem idade de Noé . Foi descoberto que falhas extensionais próximas à fonte moderna associadas ao sul de Cerberus Fossae são posteriores à formação de todas as feições no vale e são provavelmente as feições geologicamente mais recentes do sistema Athabasca Valles.

Os Valles de Athabasca estão localizados dentro da região mais ampla de Elysium Planitia e cortam uma vasta faixa de terras planícies interpretadas como sendo compostas em grande parte por basaltos de inundação . Os canais de escoamento do Elysium Planitia central são distintos daqueles da região circum- Chryse ( Kasei Valles , Ares Vallis , etc.) porque parecem emanar de fissuras vulcânicas em vez de terreno caótico . Os Vales de Athabasca são os canais de escoamento mais a oeste do Elysium Planitia e o único dos sistemas de canais desta região que flui para oeste. Os outros canais de escoamento importantes nesta região são (de oeste para leste) os Vales Grjotá , os Vales Rahway e Marte Vallis . Historicamente, alguns pesquisadores associaram o derramamento de fluido de Athabasca Valles com as formações a jusante de Marte Vallis e Grjotá Valles, mas essa perspectiva caiu em desuso à medida que dados MOC de alta resolução tornaram-se disponíveis, permitindo contagens de crateras atualizadas (as datas de idade de cada fundo de vale são assíncronos) e interpretações geomórficas (rocha de lava fresca de alta permeabilidade teria causado infiltração em grande escala de águas de inundação errantes muito antes de atingir as cabeceiras dos outros vales).

Dos canais de escoamento em Marte, o Athabasca Valles tem sido de particular interesse para a comunidade geológica planetária marciana, já que as estimativas de idade das crateras sugerem que o canal de escoamento pode ter se formado tão recentemente quanto 20 Ma - o mais jovem conhecido de seu tipo em Marte - assumindo as unidades de lava embaying (sobre as quais a datação da cratera foi realizada) foram depositadas contemporaneamente com a formação do canal de escoamento. As explicações de sua formação permitiriam aos pesquisadores restringir melhor as condições hidrológicas nesta região de Marte bem no final da Amazônia , muito depois de se pensar canonicamente que a maior parte da atividade hidrológica na superfície marciana tenha cessado. A inundação mais recente a passar pelos Valles de Athabasca pode ter ocorrido tão recentemente quanto 2 a 8 meses.

Cerca de 80% das crateras nos Valles de Athabasca são crateras secundárias do impacto que criou a cratera Zunil , que é a cratera com raios de +10 km de diâmetro mais jovem conhecida na superfície marciana e uma fonte candidata dos meteoritos shergottite que foram encontrados na terra. A presença desses secundários modernos foi inicialmente pensada para ter distorcido as datas da era muito moderna com base nas contagens de crateras no solo dos Vales de Athabasca. A cratera Zunil está localizada a leste da rede de Athabasca Valles, estendendo-se ao longo da tendência sudeste, além das fissuras da Cerberus Fossae. Suspeita-se que as secundárias da cratera Corinto , outra cratera com raios muito jovem na vizinhança de Zunil, também se sobrepõem ao fundo do vale Athabasca Valles, mas as morfologias dessas secundárias são incertas e seu alinhamento com os raios de Corinto pode ser coincidente.

O Athabasca Valles tem o nome do Rio Athabasca , que atravessa o Parque Nacional Jasper, na província canadense de Alberta . Foi inicialmente denominado "Athabasca Vallis" (forma singular). A União Astronômica Internacional aprovou oficialmente o nome do recurso em 1997.

Geologia

Uma forma simplificada nos Valles de Athabasca, vista pela HiRISE . Essas características morfológicas são interpretadas como formadas em eventos de megafluxo.

Formação

Existem interpretações conflitantes sobre a formação do sistema Athabasca Valles. As diferentes hipóteses e evidências de suporte e concorrentes são descritas abaixo.

Hipótese de formação de megaflooding

Os Vales de Athabasca são os mais novos dos sistemas de canais de escoamento em Marte, e historicamente acredita-se que se formaram como resultado de um megaflooding. Diferentes formas de relevo em forma de lágrima aerodinâmica, canais ramificados e dunas onduladas transversais (interpretadas como tendo se formado sob a água) são todos encontrados dentro do sistema de vale e são morfologicamente semelhantes aos encontrados nas Scablands Channeled na Terra, no estado de Washington oriental . As Channeled Scablands foram formadas durante as catastróficas inundações de Missoula , uma série de megafloods originados de brechas repentinas em represas de gelo que sustentavam o lago glacial Missoula, que viveu no Pleistoceno . De acordo com essa interpretação, essas formas de relevo aerodinâmicas foram criadas quando as águas das enchentes depositaram sedimentos contra afloramentos rochosos protuberantes, como bordas de crateras ou mesas rochosas. (No caso dos Vales Athabasca, a grande maioria dessas formas aerodinâmicas surgiu em torno das mesas rochosas relíquias.) Acredita-se que a água da enchente do evento que formou os Vales Athabasca tenha vindo de Cerberus Fossae a 10 ° N e 157 ° E, onde a água subterrânea pode ter ficado presa sob uma camada de gelo que foi fraturada quando as fossas foram criadas. Como as evidências de erosão fluvial estão presentes em ambos os lados da fissura, alguns autores propuseram que o escoamento da água da enchente de Cerberus Fossae foi violento, formando uma fonte semelhante a Old Faithful no Parque Nacional de Yellowstone , que é um gêiser no estado americano de Wyoming . Alguns pesquisadores notaram já em dados de resolução relativamente baixa da missão Mars Global Surveyor que os eventos de inundação que se pensava ter formado os Vales Athabasca foram intercalados com a formação das unidades de planícies de lava em certas partes do canal de saída, com alguns pesquisadores que acreditam que a água da enchente poderia ter sido acomodada por permeabilidade significativa na rocha de lava recém-formada de Cerberus Palus. A interação de lavas frescas e águas de inundação pode ser responsável por cones desenraizados observados perto da região de sumidouro proposta dos Valles de Athabasca dentro da região de Cerberus Palus.

Alguns pesquisadores propuseram que a formação das formas aerodinâmicas nos Vales de Athabasca pode ter sido o resultado de obstáculos de rocha (como bordas de crateras) que persistem em áreas de baixa elevação, onde a modelagem hidrológica sugere que as águas da enchente podem ter acumulado. A deposição resultante em torno desses obstáculos rochosos teria então sido esculpida novamente em eventos de megafundamentos subsequentes, com as únicas seções sobreviventes desses depósitos sedimentares situadas nas regiões atrás dos obstáculos rochosos. Para algumas das formas aerodinâmicas rio acima dos Vales Athabasca, no entanto, a topografia moderna não sugere um evento de lagoa. Alguns pesquisadores propuseram que eram regiões onde esse evento de lagoa foi possível no passado, mas erupções posteriores de lava da fissura (pelos mesmos mecanismos das águas da enchente) podem ter rasgado o perfil topográfico do vale. Como visto nas imagens Viking e MOC, as formas aerodinâmicas dos Valles Athabasca geralmente têm até dez camadas distintas expostas por erosão catastrófica posterior, com cada camada tendo uma espessura de até 10 m. Eles costumam ser paralelos a sulcos de até 10 m de altura, desaparecendo das formas aerodinâmicas em algumas centenas de metros. Essas ranhuras são interpretadas como deposicionais e são dimensionalmente consistentes com características semelhantes observadas nas Channeled Scablands do estado de Washington.

Em apoio à hipótese do megafundamento, alguns autores interpretaram os terrenos platy e sulcados (descritos por outros como texturas de lava características) como seções relíquias da Formação Medusae Fossae subjacente que foram exumadas por processos eólicos .

Os pesquisadores que defendem uma hipótese de megaflooding geralmente preferem uma proveniente de um reservatório subterrâneo profundo. Com base na modelagem hidrológica, alguns autores notaram que não existem outros mecanismos baseados na água, incluindo o fluxo de água subterrânea controlado gravitacionalmente ou o derretimento magmático do gelo subterrâneo, o que poderia explicar o volume de água necessário para esculpir os Valles de Athabasca. Como não há evidência de subsidência próxima à superfície , este reservatório de origem é interpretado como localizado no subsolo profundo.

No entanto, a viabilidade deste modelo baseado em águas profundas para a formação de Athabasca Valles também foi questionada de uma perspectiva de modelagem hidrológica, com vários pesquisadores observando que a região abaixo de Cerberus Fossae exigiria um reservatório totalmente saturado, excessivamente profundo e ativamente recarregado de água preservada abaixo de uma criosfera intacta - armazenada dentro de aquíferos com uma porosidade maior do que aquelas tipicamente observadas em ambientes terrestres. No entanto, alguns autores argumentaram que a exigência de porosidade implausivelmente alta poderia ser negligenciada se pressões de poros extremamente altas fossem fornecidas pela atividade tectônica associada às formações concorrentes de Elysium e Tharsis Rises, provavelmente através dos efeitos de falha extensional. Se as tensões extensionais aumentassem gradualmente nas proximidades de Cerberus Fossae, qualquer atividade tectônica aliviaria essa tensão extensional, causando uma compressão relativa que pressurizaria o reservatório. O dique próximo , entretanto, adicionaria grandes quantidades de material nas proximidades do reservatório, comprimindo-o e pressurizando-o rapidamente. Qualquer ruptura e falha associada a esta atividade tectônica penetraria na criosfera sobrejacente (em um Marte amazônico seco e frio); para compensar sua pressurização, os fluidos do reservatório seriam forçados para cima através da fissura, formando as morfologias do canal de escoamento observadas na superfície. Esta interpretação foi contestada, com contra-argumentos de que o dique ou fratura extensional que formou Cerberus Fossae teria que romper uniformemente toda a espessa criosfera protetora para permitir que a água subterrânea escape em quantidades suficientes para satisfazer hidrodinamicamente o cenário de formação de megafluxo de Athabasca Valles .

Hipótese de formação de fluxo de lava de baixa viscosidade

Outros autores notaram certas características morfológicas no Athabasca Valles como inconsistentes com a hipótese de megaflooding, com base em dados visuais de alta resolução coletados usando a câmera HiRISE . Na mesoescala, o fundo do vale permanece relativamente sem erosão em comparação com outros canais de escoamento marcianos e aqueles das Scablands Channeled. O fundo do vale é caracterizado por frentes sobrepostas que se tornam progressivamente mais jovens em direção à Cerberus Fossae, circundando concentricamente a abertura da fissura; esta morfologia foi interpretada como uma série de fluxos de lava sucessivos que erupcionam da fossa a jusante antes de desembocar na bacia Cerberus Palus. Esses fluxos putativos têm texturas estriadas e poligonais que são consistentes com uma proveniência baseada em lava, respectivamente sugestivas de situações em que a lava começou a se acumular e onde uma superfície solidificada de lava colapsou enquanto a rocha fundida subjacente continuava a fluir. Nesta interpretação, as formas aerodinâmicas semelhantes a ilhas são interpretadas para mostrar um alto nível (onde o nível de lava atingiu uma altura máxima) antes da drenagem e acúmulo de material derretido rio abaixo em Cerberus Palus. Quase toda a superfície do piso de Athabasca Valles foi interpretada por alguns autores como morfologicamente paralela ao Membro Roza do Wanapum Basalt, uma unidade dentro do Columbia River Basalt Group no noroeste americano; esses pesquisadores propõem que toda a unidade de piso foi depositada em um único evento eruptivo, com as lavas na área se depositando turbulentamente como parte de um evento de inundação.

A lava flui rio abaixo do Athabasca Valles em Cerberus Palus nesta imagem HiRISE. Bobinas de lava putativas são observadas nesta imagem e estão em uma escala de metros de diâmetro.

Alguns autores notaram uma série de grandes placas fraturadas com quilômetros de largura que aparecem a sudoeste da desembocadura dos Vales Athabasca na região das planícies de Cerberus Palus. Alguns autores interpretaram essas características como análogas às jangadas de lava expelidas a jusante do sistema Athabasca Valles durante sua formação. Essas jangadas foram observadas nas lavas pahoehoe do Havaí, que estagnaram, formando uma superfície que endurece e depois racha. O gás escapa da lava em torno das periferias dos polígonos resultantes, colapsando suas bordas e fazendo com que os centros dos polígonos fiquem salientes. A característica de tais feições são as bobinas de lava , nas quais dois fluidos de velocidades e / ou densidades diferentes passam um pelo outro e causam uma instabilidade Kelvin-Helmholtz . Embora as jangadas de gelo possam se manifestar como placas de tamanho, formato e distribuição semelhantes, não há mecanismos glaciais conhecidos que possam criar as morfologias enroladas observadas a jusante dos Vales Athabasca.

Os oponentes da hipótese do fluxo de lava observaram historicamente que o fundo do vale dos Vales Athabasca não parecia morfologicamente se assemelhar a uma superfície de lava não corroída (como visto na câmera de média resolução Mars Orbiter Camera (MOC) e no Mars Orbiter Laser Altimeter de baixa resolução (MOLA)), e (junto com todos os canais do Elysium Planitia central) não se parecem muito com nenhuma das superfícies de lava analogamente localizadas na Terra. Em ambientes terrestres, a erosão por lava é extremamente rara e ocorre apenas quando uma lava quente está concentrada em uma área estreita (como um tubo de lava isolado ) e está descendo uma encosta íngreme. Estas condições são inconsistentes com as condições observadas nos Vales de Athabasca e nos outros canais de escoamento nesta região.

Hipótese de fluxo de lava englacial e supraglacial

Alguns autores propuseram que uma combinação de mecanismos pode explicar satisfatoriamente a origem do sistema Athabasca Valles - a saber, a colocação em grande escala de fluxos de lava de baixa viscosidade no topo de geleiras pré-existentes. Além das interações de gelo, acredita-se que este efluxo vulcânico de baixa viscosidade em grande escala tenha se formado até um terço da moderna superfície marciana e tenha sido comparado às grandes províncias ígneas da Terra (LIPs). Pensa-se que períodos individuais de atividade vulcânica que constituem a moderna região de Elysium Planitia duraram até 1 Myr, com a rocha nas proximidades dos Valles de Athabasca sendo potencialmente depositada em uma escala de tempo de semanas ou meses. Dada a obliquidade de Marte durante esta parte da Amazônia, foi levantada a hipótese de que as geleiras provavelmente estavam se acumulando ativamente nesta região de Elysium Planitia ao mesmo tempo que este período de vulcanismo.

Os defensores da hipótese do megaflood notam que as formas aerodinâmicas vistas nos Valles de Athabasca são inconsistentes com a hipótese glacial. É improvável que sejam drumlins , que são aerodinâmicos e têm forma de lágrima em todas as três dimensões. Nos Vales de Athabasca, muitas feições de relíquias (incluindo bordas de crateras) ainda aparecem no topo de formas aerodinâmicas. Como a gravidade marciana é mais fraca, as geleiras marcianas teriam que ser muito mais espessas do que suas contrapartes terrestres para superar as forças basais de atrito e começar a fluir (com espessuras estimadas de até 4-5 km); essas geleiras teóricas teriam coberto essas formas de relevo.

Características geomorfológicas de interpretação controversa

Formatos de relevo em forma de anel

Cones nos Vales de Athabasca vistos pela HiRISE. Cones maiores na imagem superior foram produzidos quando a água / vapor forçou seu caminho através de uma camada mais espessa de lava. A diferença entre a elevação mais alta (vermelho) e a mais baixa (azul escuro) é de 170 m (558 pés).

O fundo dos Vales Athabasca é salpicado com milhares de pequenos cones e anéis que existem apenas na unidade geomórfica do fundo do vale. Eles são referidos por alguns autores como formas de relevo em forma de anel (RMLs) . Como a distribuição desses acidentes geográficos é coincidente com esta unidade de piso, eles são considerados indicativos dos processos de superfície que formaram o sistema de vale. Existem pelo menos dois conjuntos diferentes desses cones nos Vales Athabasca, nos quais alguns têm vigília e outros não. Alguns pesquisadores propuseram que os cones com esteira se formaram cronologicamente mais cedo do que aqueles sem esteira. Existem várias interpretações que foram oferecidas na literatura quanto à formação desses recursos. Esses cones ocorrem com aberturas únicas ("cones únicos"), com cones menores dentro de suas aberturas ("cones duplos", que só foram observados para ocorrer dentro dos Valles de Athabasca muito perto da fissura Cerberus Fossae), e com cones múltiplos dentro abertura de um cone maior (denominado por alguns pesquisadores como " cones da fruta de lótus "). Ocasionalmente, os RMLs também são circundados por trilhas radiais de montes cônicos muito menores. As morfologias RML "duplas" e "frutas de lótus" estão concentradas em áreas mais planas do canal perto de Cerberus Fossae e geralmente estão alinhadas paralelamente à direção dos fluxos catastróficos que formaram o vale.

A hipótese de que os Vales Athabasca foram formados por um fluxo de lava sugere que esses RMLs são, na verdade , cones sem raiz , que se formam freatomagmaticamente à medida que o vapor é expelido através do fluxo de lava em solidificação. Os RMLs se assemelham fortemente aos cones sem raízes que foram observados de forma análoga na Islândia em dimensão e forma, e notavelmente carecem de evidências claras de materiais extrusivos ao redor dos cones. Alguns proponentes da hipótese de formação de inundação para os Vales de Athabasca sugerem que as águas do megafluente poderiam ter saturado o solo sobre o qual a lava poderia ter fluído posteriormente, causando o efeito freatomagmático, visto que parecem ter se formado em depressões onde a água poderia possivelmente ter acumulado. Como o gelo da água não era estável nesta região de Marte durante a Amazônia, os fluxos de lava que formaram esses cones sem raízes devem ter atingido as áreas dos lagos logo após a ocorrência de um megafluente. Os oponentes desta hipótese notaram que as feições de fossos que cercam muitos dos montes não são típicas de cones terrestres sem raízes.

Se os RMLs dos Valles de Athabasca são pingoes , isso sugere fortemente que alguma combinação de sedimento e gelo compreende o fundo do vale. As formas cônicas observadas dentro do sistema de vales assumem três formas distintas - montes circulares, montes com grandes picos centrais e depressões planas de formato irregular. Conforme visto nos dados do THEMIS , essas morfologias são consistentes em tamanho e forma com diferentes estágios do ciclo de vida do pingo observado na Terra na área federal russa de Yakutia e na Península de Tuktoyaktuk nos Territórios do Noroeste do Canadá . Observa-se que pingoes terrestres se formam a partir da elevação da bacia de um lago de degelo de drenagem . A exposição repentina do derretimento do permafrost a condições de congelamento desencadeia o soerguimento à medida que o conteúdo de água do solo saturado se expande (levando à formação dos montes circulares observados). Conforme essa elevação continua, rachaduras tensionais se formam perto do topo do monte, expondo o núcleo de gelo do monte, que perde massa devido ao derretimento ou sublimação . Eventualmente, o núcleo torna-se instável e colapsa (formando os montes perfurados, referidos por alguns autores como " cicatrizes de pingo "). Se o pingo se formou sobre uma lente estável de água subterrânea, esse colapso pode causar a erupção da fonte de água sobrepressurizada como uma nascente . Isso causa o colapso total do pingo e a formação de uma depressão (a terceira mencionada morfologias mais planas de formas irregulares). Muitos dos montes dos Vales Athabasca são cercados por fossos, o que é uma característica dos pingoes observados no análogo de Tuktoyaktuk. A distribuição densamente compactada e as formas irregulares e entrelaçadas dos montes nesta área também são características comuns observadas em campos de pingo terrestres.

Alternativamente, alguns pesquisadores também levantaram a hipótese de que os RMLs dos Vales Athabasca foram formados como voláteis violentamente desgaseificados dos fluxos de sedimentos nos quais foram arrastados, formando o que é denominado na literatura como "cones criofreáticos". Os RMLs foram propostos por outros autores para representar lagos de buracos de caldeira formados a partir de blocos de gelo depositados. Esta interpretação é consistente com a hipótese de que os Valles de Athabasca foram formados pela ação erosiva de uma geleira móvel.

História de observação

Antes de 2000

O moderno Elysium Planitia (incluindo o Athabasca Valles) e o Elysium Rise foram extensivamente mapeados pela primeira vez nas décadas de 1970 e 1980 usando imagens orbitais do programa Viking . As interpretações geofísicas e tectônicas iniciais desta região foram propostas na década de 1980 por vários autores.

Em 1990, Jeffrey B. Plescia, do Jet Propulsion Laboratory, foi um dos primeiros a examinar em detalhes a origem do Elysium Planitia central; na época de sua publicação, ele se referiu a essa região informalmente como "Planícies de Cerberus", e foi o primeiro a examinar criticamente a hipótese de que essa região foi formada em grande parte pela erupção de lavas de inundação de baixa viscosidade. Esta hipótese - entre outras hipóteses vulcânico-eólica e sedimentares - finalmente recebeu ampla aceitação na comunidade de geologia planetária marciana. Plescia observou os canais de escoamento de Elysium Planitia, notando a presença de ilhas aerodinâmicas, mas destacou a ausência de anastomose em escala regional em seus canais, distinguindo-os morfologicamente daqueles da região circunjacente . Ele especulou que as ilhas aerodinâmicas eram indicativas de um leito rochoso remanescente que precedeu a formação das "planícies de Cerberus" vulcânicas, e que os canais anastomosados ​​característicos dos canais de Chryse foram enterrados sob fluxos de lava.

David H. Scott e Mary G. Chapman do United States Geological Survey publicaram um exame de Elysium Planitia em 1991, incluindo um mapa geológico atualizado da região, propondo que Elysium Planitia era uma bacia que continha um paleolake, interpretando as características em que eles apelidaram de "Bacia do Elísio" como de origem sedimentar.

Em 1992, John K. Harmon, Michael P. Sulzer, Phillip J. Perillat (do Observatório de Arecibo em Porto Rico ) e John F. Chandler (do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics perto de Boston , Massachusetts ) relataram a criação de grandes Mapas de refletividade em escala de radar feitos da superfície de Marte quando Marte e a Terra estavam em oposição em 1990. Fortes assinaturas de eco despolarizadas foram encontradas coincidindo com terrenos interpretados como de origem vulcânica na superfície de Marte. Essas assinaturas também coincidiram espacialmente com a unidade de fluxo vulcânica proposta relatada por Jeffrey Plescia em 1990, incluindo o fundo do Athabasca Valles, levando os pesquisadores a apoiar a hipótese vulcânica de Plescia.

Em um workshop da NASA em 1998 no Ames Research Center perto de San Jose , Califórnia , James W. Rice e David H. Scott (de Ames e do US Geological Survey, respectivamente) reduziram 11 candidatos a locais de pouso para o agora cancelado NASA Mars Surveyor missão. Elysium Planitia foi um dos locais escolhidos, sendo a suposta origem hidrotérmica dos Valles de Athabasca uma das principais motivações para propor o local de pouso de Elysium.

Início dos anos 2000

2002

Em 2002, Daniel C. Berman e William K. Hartmann do Planetary Science Institute compararam os dados iniciais da missão Viking com os dados de alta resolução mais recentes do Mars Global Surveyor , atualizando e desafiando as interpretações anteriores de acordo. Eles encontraram datas de idade das crateras para Marte Vallis e Athabasca Valles. As estimativas de idade estabelecidas para o solo dos Valles de Athabasca sugeriram um limite máximo de idade de 20 Ma, e um produto de inundações repetidas em muitas épocas diferentes. A idade do fundo do vale foi proposta para ser até várias dezenas de Mya mais jovem do que as planícies circundantes. Usando novos dados de MGS, os autores afirmaram as hipóteses iniciais da era Viking de que as características de água e lava que moldam os Vales Athabasca podem ter entrado em erupção em momentos diferentes das fissuras Cerberus Fossae, embora sinais morfológicos diagnósticos tenham sido impressos posteriormente por eventos geológicos posteriores no fossas. O estudo também explorou fontes potenciais de água que se acredita ter formado os Vales Athabasca, raciocinando que um reservatório de água extremamente profundo com alguma camada protetora era necessário para concentrar o efluxo de matéria fluida através do estreito sistema Cerberus Fossae e para atrasar o escoamento da água. a uma parte tão tardia da Amazônia. Recarga de aquíferos por precipitação, transporte de água de longa distância no regolito das terras altas, soterramento local de gelo glacial sob vulcânicos e recarga atmosférica via condensação foram sugeridos como explicações possíveis, mas incertas.

Uma revisão foi publicada simultaneamente por Devon Burr, Jennifer Grier, Alfred McEwen e Laszlo Keszthelyi (da University of Arizona e Arizona State University ), também usando dados MGS recentemente publicados (MOC e MOLA). Os autores compararam criticamente as morfologias observadas no sistema Athabasca Valles com as das Scablands Canalizadas do estado de Washington e forneceram descrições extensas de características geomorfológicas dentro do sistema de vales. Os autores favoreceram uma explicação principalmente hidrológica para os Vales de Athabasca e os outros canais de escoamento regionais, contestando as hipóteses contemporâneas relativas ao fluxo de lava e geleira devido às morfologias distintamente parecidas com a Scabland canalizada testemunhadas em todos os vales.

Também em 2002, Devon M. Burr, Alfred S. McEwen (Universidade do Arizona) e Susan EH Sakimoto ( Goddard Space Flight Center da NASA em Maryland ) relataram a presença de formas aerodinâmicas e sulcos longitudinais a jusante de Cerberus Fossae no fundo do vale de os Vales de Athabasca como morfologias que justificam uma hipótese de megaflooding para a formação do vale. Os autores previram que essa água de inundação provavelmente se infiltrou nos fluxos de lava fresca rio abaixo em Cerberus Palus, sugerindo que os depósitos de gelo existentes podem permanecer enterrados lá. Os autores discutiram esses depósitos de gelo como um meio para a NASA possivelmente facilitar uma futura expedição em Marte.

2003

Em 2003, Devon M. Burr, da Universidade do Arizona, publicou outro relatório resumindo os resultados de um modelo hidrológico de Athabasca Valles com o objetivo de atualizar modelos mais antigos do canal de escoamento com novos dados de topografia MOLA de alta resolução, e usando uma etapa modelo de remanso . Burr primeiro notou que havia regiões que eram, de acordo com sua modelagem, a água poderia realisticamente formar uma lagoa ao redor de obstáculos no chão do Athabasca Valles, como bordas de crateras. Ela propôs que, quando ocorressem explosões posteriores de Cerberus Fossae, eles destruiriam esses depósitos de lagoas, exceto nas regiões remoinhadas atrás dos obstáculos. Ela propôs isso como um novo modelo pelo qual formas simplificadas provavelmente se formaram no sistema de vales.

Em 2003, Devon M. Burr publicou sua dissertação de doutorado, realizada com seu orientador Victor R. Baker na Universidade do Arizona , caracterizando os canais de escoamento de Elysium Planitia , incluindo o Athabasca Valles. Isso incluiu a avaliação de terrenos no centro de Elysium Planitia usando dados MOC e MOLA, e o projeto de um modelo de retrocesso para modelar hidrologicamente a vazão nos trechos a montante dos Valles de Athabasca. As percepções de seu estudo se manifestaram em três publicações revisadas por pares, todas tratando de tópicos, pelo menos em parte, sobre os Valles de Athabasca. Em sua pesquisa, ela esclareceu as relações cronológicas entre as formações de Athabasca Valles, Grjotá Valles e Marte Vallis. Ela não foi capaz de identificar o mecanismo preciso pelo qual as águas da enchente poderiam emergir catastroficamente de Cerberus Fossae, mas favoreceu fortemente as águas da enchente como o mecanismo pelo qual todos os três canais se formaram.

Em 2003, Stephanie C. Werner e Gerhard Neukum da Universidade Livre de Berlim e Stephan van Gasselt do Centro Aeroespacial Alemão (DLR) reafirmaram as datas da idade da cratera anteriores afirmadas em 2001 por Berman e Hartmann usando dados MGS (MOC e MOLA). Os pesquisadores afirmaram que o vale é mais antigo do que se acreditava anteriormente, observando a presença de depósitos de inundação após a escavação dos Valles de Athabasca que datam de 1.6 Ga. Os autores interpretaram o sistema de vale como tendo experimentado atividade geológica por um longo período de tempo, com atividade vulcânica (mais recentemente até 3 Ma) dominante para a história mais recente do sistema de vales. Os autores favoreceram a escolha de Athabasca Valles como local de pouso escolhido para a missão Mars Exploration Rover (mais conhecido pelo público como Spirit e Opportunity ).

2004 a 2005

Em 2004, Ross A. Beyer publicou sua dissertação sob a supervisão do orientador Alfred McEwen da Universidade do Arizona. Em sua dissertação, entre outros tópicos, ele inventou um novo método de fotoclinometria de ponto usado para avaliar a rugosidade da superfície nas elipses de locais de aterrissagem candidatos dos Rovers de Exploração de Marte da NASA (Spirit and Opportunity). Ao usar este método para caracterizar encostas de superfície, Beyer foi capaz de determinar o quão perigoso era cada local de pouso, fornecendo informações para aqueles que estão debatendo a viabilidade dos locais em oficinas de locais de pouso. O site Athabasca Valles estava entre aqueles em que Beyer aplicou seu método de fotoclinometria.

Em 2005, Jeffrey C. Hanna e Roger J. Phillips da Universidade de Washington em St. Louis estudaram os mecanismos pelos quais os sistemas de canais de saída dos vales Athabasca e Mangala podem ter se formado, dada sua aparente origem em fissuras (respectivamente, Cerberus Fossae e Memnonia Fossae ). Eles hipotetizaram que a sobrepressão tectônica poderia compensar as porosidades implausivelmente altas necessárias para explicar os volumes de água de inundação modelados vistos em ambas as regiões, e modelaram numericamente os campos de tensão e deslocamentos na profundidade de cada fossas de origem. Os modelos foram feitos no caso em que o dique estava envolvido na liberação das águas da enchente do reservatório pressurizado, ou no caso de atividade tectônica extensional gradual.

Também em 2005, Alfred McEwen e colegas de trabalho da Universidade do Arizona (em colaboração com outros, incluindo Matthew P. Golombek do Jet Propulsion Laboratory , Devon Burr do United States Geological Survey e Philip Christensen da Arizona State University) relataram a caracterização da Cratera Zunil - uma grande cratera com raios na vizinhança dos Vales Athabasca - e suas crateras secundárias associadas. Os raios da cratera foram mapeados usando dados MOC e THEMIS. Os pesquisadores notaram que quase 80% das crateras secundárias mapeadas dentro dos Vales Athabasca provavelmente se originaram de Zunil. Tendo notado que Zunil corta o solo existente dos Vales Athabasca, os autores colocaram a idade do sistema entre 1,5 Ma e 200 Ma. Esta restrição foi parcialmente feita com base na afirmação dos autores de que Zunil é uma forte fonte candidata para os meteoritos shergottite , que são basaltos de origem marciana que foram encontrados e analisados ​​na Terra.

Final dos anos 2000

Em 2006, David P. Page e John B. Murray, da Open University, contestaram a interpretação dos montículos perfurados na região distal dos Vales Athabasca como cones sem raízes, oferecendo uma caracterização aprofundada das estruturas dos montículos perfurados no sistema de vale quando interpretados como pingoes. Page e Murray argumentaram contra a hipótese de que o vulcanismo poderia ter explicado a formação do sistema Athabasca Valles.

Em 2007, Windy L. Jaeger, Lazlo P. Keszthelyi, Alfred McEwen, Patrick S. Russell e Colin S. Dundas (Universidade do Arizona) examinaram imagens de resolução muito alta da HiRISE e reavaliaram as interpretações anteriores do sistema Athabasca Valles à luz do novos dados disponíveis. Os pesquisadores descobriram que todas as inundações nos Valles de Athabasca são cobertas por fluxos de lava e concluíram que o vale foi provavelmente escavado não por enchentes, mas por lava de baixa viscosidade saindo de Cerberus Fossae. Eles reinterpretaram todas as características glaciais putativas observadas tanto em Athabasca Valles como a jusante em Cerberus Palus como de natureza vulcânica, desafiando diretamente a hipótese periglacial alegada por David Page e colegas de trabalho. David Page contestou diretamente as interpretações vulcânicas dos autores dos montes perfurados e terrenos poligonais em uma publicação posterior, observando que essas características ocasionalmente são encontradas para sobrepor crateras de impacto . Uma interpretação vulcânica não permite esse ressurgimento posterior. Page criticou os pesquisadores por escolherem as observações para se adequar às suas hipóteses. Os autores responderam às críticas de Page apontando que as crateras de impacto secundário nem sempre têm energia suficiente para apagar completamente as formas de relevo pré-existentes, e que suas afirmações sobre o terreno poligonal são comparadas a uma região de Elysium Planitia que está muito longe e que é estruturalmente distinta dos polígonos observados nos Valles de Athabasca. Jaeger e seus colegas de trabalho também observaram as interpretações GRS, SHARAD e CRISM, sugerindo fortemente que o gelo de água não foi uma grande força de remodelação na história geológica dos Valles de Athabasca.

Em 2009, David P. Page, Matthew R. Balme e Monica M. Grady (da The Open University ) reinterpretaram uma ampla texturação de planícies poligonais abrangendo grande parte de Elysium Planitia e Amazonis Planitia como não sendo de origem vulcânica coincidente com a formação das planícies , mas como um ressurgimento progressivo associado a processos glaciais em analogia a características testemunhadas em toda a Terra datando do Último Máximo Glacial . Este terreno poligonal é observada a sobreimpressão praticamente todas as crateras de impacto nesta região, e acredita-se (de acordo com a contagem de crateras comparativos) para ter eliminado muitas crateras pré-existente. Se as planícies de Elysium Planitia estão sendo ativamente ressurgidas, isso coloca em dúvida as estimativas de idade anteriores com base na contagem de crateras em toda a região, com contagens particulares do fundo do vale Athabasca Valles (comparando terrenos poligonizados com terrenos não poligonizados) possivelmente erroneamente datados como quase 40 vezes mais jovem do que se estimava inicialmente. Os autores argumentam ainda que a progressão de terrenos poligonais para terrenos termocársticos para morfologias pingo sugere (em analogia às circunstâncias terrestres) um clima cada vez mais temperado no final da Amazônia.

Em 2009, Joyce Vetterlein e Gerald P. Roberts, da Universidade de Londres, na Inglaterra, relataram a presença de falhas extensionais no sul de Cerberus Fossae, morfologias de corte cruzado atribuídas tanto ao canal de saída quanto à subsequente cobertura de lava. Os autores notaram que essas falhas são provavelmente as feições geológicas mais recentes na região dos Vales Cerberus Fossae e Athabasca. Os dados altimétricos MOLA foram usados ​​para estabelecer o deslocamento da falha e o lance de graben , com HiRISE e THEMIS usados ​​para fornecer contexto. Essa subsidência foi atribuída decisivamente a falhas e não a um colapso local na criosfera ; os autores observaram, então, que a topografia da Cerberus Fossae sozinha não pode ser usada para inferir o volume do fluido que esculpiu os Valles de Athabasca.

Década de 2010

Pesquisadores do United States Geologic Survey (incluindo Windy Jaeger, Lazlo Keszthelyi e James A. Skinner ) e Alfred McEwen (University of Arizona) publicaram um estudo em 2010 usando dados de alta resolução HiRISE e CTX para mapear lavas de inundação em Athabasca Valles região. A extensão desta unidade de lava inundada foi encontrada para ser aproximadamente do tamanho do estado americano de Oregon em extensão. Dados espectrais CRISM foram usados ​​para confirmar a composição das unidades geomórficas mapeadas no curso deste esforço, e reafirmou as afirmações anteriores em grande escala usando dados espectrais GRS de que o piso de Athabasca Valles é amplamente ultramáfico e máfico em composição. Este trabalho reorientou a descoberta inicial de 2007 pelos pesquisadores de que um verniz de lava cobria todo o fundo do Vale Athabasca, propondo que essa camada de lava foi depositada turbulentamente em uma única erupção ao longo de algumas semanas. Este seria o primeiro caso de lava inundada com depósito turbulento documentado em qualquer parte do Sistema Solar. Quatro mapas geomórficos 1: 500K dos Valles de Athabasca deveriam ser produzidos usando dados CTX e HiRISE, mas o financiamento foi curto e os insights do esforço de mapeamento foram incorporados ao estudo Jaeger et al de 2010 . Um único mapa de resolução 1: 1M foi posteriormente financiado para completar este quadrilátero, com um resumo publicado para o Encontro de Mapeadores Geológicos Planetários em Flagstaff , Arizona , em 2018.

Em 2012, Andrew J. Ryan e Phil Christensen (da Arizona State University) observaram a presença de estruturas semelhantes a bobinas de lava em placas fraturadas imediatamente a jusante de Athabasca Valles. Essas características se assemelham fortemente às dos fluxos pahoehoe do Havaí, o que dá crédito à hipótese de lava de baixa viscosidade para a formação do canal de escoamento.

Em 2015, Rina Noguchi e Kei Kurita, da Universidade de Tóquio, tentaram reconciliar as divergências em curso sobre a origem das formas de relevo em forma de anel avaliando as distribuições espaciais e morfologias únicas dos diferentes tipos de RMLs presentes no vale. Os pesquisadores separaram as características com base no número e na disposição das aberturas dos cones - cones únicos, cones duplos concêntricos e " cones de fruta de lótus ", que têm mais de dois cones dentro do fosso). Os cones duplos e cones de fruta de lótus descritos pelos autores foram comparados aos cones sem raízes de Mývatn, no norte da Islândia , observando que eles não tinham as encostas e as rachaduras no cume característicos dos pingoes terrestres.

Em 2018, James Cassanelli (um estudante graduado de James W. Head , ambos da Brown University ) propôs que as interações em grande escala regional entre as geleiras no centro de Elysium Planitia e a formação ativa dos fluxos de lava que constituem as planícies foram responsáveis ​​pelas geomorfologias observadas nos Vales Athabasca e nos outros canais de escoamento Elysian centrais.

Também em 2018, uma colaboração de pesquisadores italianos, alemães e franceses, incluindo Barbara de Toffoli, desenvolveu e validou uma ferramenta de análise fractal projetada para corresponder estruturas semelhantes a montículos marcianos a zonas de fratura regionais associadas, a fim de prever a extensão de seus reservatórios de origem. Entre as características escolhidas para análise, os pesquisadores examinaram supostos pingoes nos Valles de Athabasca em dados HiRISE, que foram comparados a análogos terrestres na região da planície russa de Kolyma .

Referências