Caracterizaci ón de terrenos poligonales en Utopia ... · o sulfatos. • Con presencia uniforme...
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Caracterizaci Caracterización de terrenos poligonales en Utopia n de terrenos poligonales en Utopia Planitia Planitia (Marte) (Marte) y en un an y en un análogo terrestre en logo terrestre en Kevo Kevo (Laponia Finlandesa) (Laponia Finlandesa) Se han caracterizado 721 TP en 8 zonas de estudio, dentro de 319.000 km 2 en Utopia Planitia (Marte) (44-56ºN, 108-127ºE) mediante: - 356 imágenes THEMIS-Vis de baja resolución (18 m/píxel), - 63 HiRISE de alta resolución (0,35 m/píxel), - 51 imágenes CTX (6 m/píxel). Variables estudiadas en cada polígono: - Tamaño (diámetros máximo y mínimo, y área). - Morfología (número de lados). - Distribución espacial. Además, se estudiaron 11 mapas espectrométricos de los instrumentos TES y GRS. 4. Kevo, un análogo terrestre Se estudiaron las mismas variables que en Marte de 209 TP en roca, en 7 zonas de estudio con imágenes de fotografías aéreas de alta resolución (hasta 50 cm/píxel). Se completó con un estudio de campo (del 14 al 22 de Junio de 2010) de 169 TP distribuidos en 2 de las 7 zonas de estudio, en la Reserva Natural de Kevo, en la ladera sur de la colina “Nuuvus Ailegas”, a 27,46 km de la base científica “Kevo Subartic Research Centre” (69º45´N, 27º01´E). El trabajo de campo permitió obtener otras variables como la cobertura vegetal y las características del permafrost en el interior de cada polígono, así como la estructura del borde (rocoso o con vegetación) de cada uno de ellos. Resultados de Marte: 1) TP de Utopia Planitia: • Gran tamaño categoría “medianos-gigantes”. • Predominan TP de 5 lados. • Distribución mayoritaria aislada. 2) Del estudio espectrométrico se deduce que los TP aparecen en suelos: • Con poco polvo, bajo albedo e inercia térmica media. • Con plagioclasas, materiales andesíticos y sin basaltos. • Sin concentraciones relevantes de hematites, carbonatos o sulfatos. • Con presencia uniforme de Fe y un gradiente de - a + [H 2 O] (a partir del H superficial) en dirección E-O. Resultados de Kevo: Los TP de Kevo: • Son del tipo “en roca” y tamaño pequeño (comparados con otros TP terrestres). • La mayoría presentan 5 lados (como en Marte). • Más agrupados en el estudio de campo importancia del uso de imágenes de alta resolución espacial necesidad de combinar trabajo de gabinete y de campo. 5. Conclusiones Al comparar los TP en Marte y la Tierra se observa que: • Predominan los TP pentagonales. • En los dos estudios de gabinete la mayoría son polígonos de distribución espacial aislada. • Los TP de Marte son de tamaño mucho mayor. • Hay diferencias geológicas entre las zonas de estudio en ambos planetas. • Existen similitudes (nº de lados y en menor medida distribución espacial) que sustentan la hipótesis de que ambos TP (Kevo y Utopia Planitia) tienen origen similar en procesos de contracción térmica estacional gene- rados en zonas periglaciares con permafrost. Por tanto se propone la necesidad de: • Estudiar ciclos climáticos y actividad volcánica en Utopia Planitia para saber con exactitud si TP se formaron por procesos C-D hace millones de años o recientemente debido a interacciones magma-agua. • Disponer de sensores con mayor resolución espacial para identificar mejor geomorfologías marcianas y, por ejemplo, averiguar si los “basketball terrains” observados son TP de < tamaño o generados por sublimación. • En futuras misiones a Marte que incluyan el uso de vehículos trabajando sobre el terreno llevar a cabo estudios múltiples (gabinete y campo) como el aquí realizado en Laponia Finlandesa 2. Zonas de estudio En Marte: Utopia Planitia ya que: - Región donde debió existir un gran océano superficial en el pasado. - Presenta discrepancias en cuanto a la relevancia de los terrenos poligonales allí presentes, pero con suficientes evidencias de la existencia de los mismos. En la Tierra: Kevo en Laponia Finlandesa: - Zona periglaciar con permafrost. - Existen grandes campos de TP, muchos de los cuáles han sido citados pero no caracte- rizados. Gonzalo V. Gómez-Sáez - Facultad de Ciencias Ambientales. Universidad de Alcalá. 28871. Madrid, España. ([email protected]) M.A. de Pablo - Dpto. Geología. Universidad de Alcalá. 28871. Madrid, España. NÚMERO DE LADOS 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 Zonas de estudio Tanto por ciento del total Tetragonales Pentagonales Hex agonales VARIABLE (metros) Utopia Planitia Kevo Trabajo de gabinete Trabajo de gabinete Trabajo de campo Promedio Diámetros Máximos 146,51 - 386,6 5,29 – 7,37 2,10 – 2,66 Promedio Diámetros Mínimos 101,57 - 233,7 3,09 – 4 1,50 – 1,75 VARIABLE (metros) Utopia Planitia Kevo Trabajo de gabinete Trabajo de gabinete Trabajo de campo Promedio Diámetros Máximos 146,51 - 386,6 5,29 – 7,37 2,10 – 2,66 Promedio Diámetros Mínimos 101,57 - 233,7 3,09 – 4 1,50 – 1,75 1. Introducción Los modelados periglaciares (y más aún todos aquellos en los que aparece permafrost) son perfectos indicadores de la presencia de hielo, agua y, por tanto, son interesantes marcadores de posible habitabilidad en otros planetas. Los ciclos de congelación-descongelación (C-D) del suelo generan ordenación de los materiales formando redes de terrenos poligonales (TP) que son la geomorfología más común de zonas periglaciares terrestres. En la Tierra, la formación de los TP procesos de con- tracción térmica estacional. En Marte, no existe una explicación unánime. Los objetivos de este trabajo son: 1) Caracterizar TP en una zona de Marte. 2) Caracterizar TP en un análogo terrestre. 3) Comparar ambas caracterizaciones. 4) Mejorar metodología de identificación de TP en Marte. Nº lados Distribución espacial Nº lados Distribución espacial Características del interior Cobertura vegetal Estructura del borde TRABAJO DE GABINETE TRABAJO DE CAMPO Nº lados Distribución espacial 3. Marte: Terrenos poligonales en Utopia Planitia Ejemplos de zonas de estudio Estudio espectrométrico 50 m 10 m Marte Tierra (gabinete) Tierra (campo) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 7 ZONA PORCENTAJE Aislado En grupo de 2 En grupo de 3 En grupo de 4 En grupo de 5 0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 ZONA PORCENTAJE 4 LADOS 5 LADOS 6 LADOS 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 NUMERO DE POLIGONOS EN EL GRUPO PORCENTAJE ZONA 1 ZONA 2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Con Permafrost Sin Permafrost Mixto PORCENTAJES ZONA 1 ZONA 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 7 ZONA PORCENTAJE 4 LADOS 5 LADOS 6 LADOS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 <10% 10- 20% 20- 30% 30- 40% 40- 50% 50- 60% 60- 70% 70- 80% 80- 90% >90% COBERTURA VEGETAL PORCENTAJE ZONA 1 ZONA 2 0 5 10 15 20 25 30 35 > 9 0 % Ro cas 8 0 %R-20%V 6 0 %R- 4 0% V 5 0 %R-50%V 4 0 %R -60 % V 2 0 %R-80%V > 9 0% V ege t. % Rocas (R) y Vegetación (V) en borde PORCENTAJE ZONA 1 ZONA 2 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 ZONA NÚMERO PORCENTAJE 4 LADOS 5 LADOS 6 LADOS 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 ZONA NÚMERO PORCENTAJE Aislado Grupo de 2 Grupo de 3 Grupo de 4 Grupo de 5 Grupo de 6 Grupo de 7 Grupo de 8 Se sugiere que en Marte, aquello que se ha clasificado como “basketball terrains” (rojo) podrían ser TP semejantes a los que se han caracterizado en este estudio (amarillo), pero de menor tamaño. Formación de TP TP en Marte TP en la Tierra Lo que en la Tierra a baja resolución parecen TP (azul primero y después amarillo), al aumentar un poco más la resolución se observa como no son más que colinas, y en cambio lo que se asemejan a los “basketball terrains” marcianos (círculo rojo), son los TP en roca carac- terizados en el trabajo de campo (recuadro rojo)
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CaracterizaciCaracterizaci óón de terrenos poligonales en Utopia n de terrenos poligonales en Utopia PlanitiaPlanitia (Marte) (Marte) y en un any en un an áálogo terrestre en logo terrestre en KevoKevo (Laponia Finlandesa)(Laponia Finlandesa)
Se han caracterizado 721 TP en 8 zonas de estudio, dentro de 319.000 km2 en Utopia Planitia(Marte) (44-56ºN, 108-127ºE) mediante:
- 356 imágenes THEMIS-Vis de baja resolución (18 m/píxel),
- 63 HiRISE de alta resolución (0,35 m/píxel),
- 51 imágenes CTX (6 m/píxel).
Variables estudiadas en cada polígono:
- Tamaño (diámetros máximo y mínimo, y área).
- Morfología (número de lados).
- Distribución espacial.
Además, se estudiaron 11 mapas espectrométricosde los instrumentos TES y GRS.
4. Kevo, un análogo terrestreSe estudiaron las mismas variables que en Marte de 209 TP en roca, en 7 zonas de estudio con imágenes de fotografías aéreas de alta resolución (hasta 50 cm/píxel).
Se completó con un estudio de campo (del 14 al 22 de Junio de 2010) de 169 TP distribuidos en 2 de las 7 zonas de estudio, en la Reserva Natural de Kevo, en la ladera sur de la colina “Nuuvus Ailegas”, a 27,46 km de la base científica “KevoSubartic Research Centre” (69º45´N, 27º01´E).
El trabajo de campo permitió obtener otras variables como la cobertura vegetal y las características del permafrost en el interior de cada polígono, así como la estructura del borde (rocoso o con vegetación) de cada uno de ellos.
Resultados de Marte:
1) TP de Utopia Planitia:• Gran tamaño � categoría “medianos-gigantes”.
• Predominan TP de 5 lados.
• Distribución mayoritaria aislada.
2) Del estudio espectrométrico se deduce que los TP aparecen en suelos:
• Con poco polvo, bajo albedo e inercia térmica media.
• Con plagioclasas, materiales andesíticos y sin basaltos.
• Sin concentraciones relevantes de hematites, carbonatos o sulfatos.
• Con presencia uniforme de Fe y un gradiente de - a + [H2O] (a partir del H superficial) en dirección E-O.
Resultados de Kevo:
Los TP de Kevo:
• Son del tipo “en roca” y tamaño pequeño (comparados con otros TP terrestres).
• La mayoría presentan 5 lados (como en Marte).
• Más agrupados en el estudio de campo � importancia del uso de imágenes de alta resolución espacial � necesidad de combinar trabajo de gabinete y de campo.
5. ConclusionesAl comparar los TP en Marte y la Tierra se observa que:
• Predominan los TP pentagonales.
• En los dos estudios de gabinete la mayoría son polígonos de distribución espacial aislada.
• Los TP de Marte son de tamaño mucho mayor.
• Hay diferencias geológicas entre las zonas de estudio en ambos planetas.
• Existen similitudes (nº de lados y en menor medida distribución espacial) que sustentan la hipótesis de que ambos TP (Kevo y Utopia Planitia) tienen origen similar en procesos de contracción térmica estacional gene-rados en zonas periglaciares con permafrost.
Por tanto se propone la necesidad de:
• Estudiar ciclos climáticos y actividad volcánica en Utopia Planitia � para saber con exactitud si TP se formaron por procesos C-D hace millones de años o recientemente debido a interacciones magma-agua.
• Disponer de sensores con mayor resolución espacial para identificar mejor geomorfologías marcianas y, por ejemplo, averiguar si los “basketball terrains” observados son TP de < tamaño o generados por sublimación.
• En futuras misiones a Marte que incluyan el uso de vehículos trabajando sobre el terreno � llevar a cabo estudios múltiples (gabinete y campo) como el aquírealizado en Laponia Finlandesa
2. Zonas de estudioEn Marte: Utopia Planitia ya que:
- Región donde debió existir un gran océano superficial en el pasado.
- Presenta discrepancias en cuanto a la relevancia de los terrenos poligonales allípresentes, pero con suficientes evidencias de la existencia de los mismos.
En la Tierra: Kevo en Laponia Finlandesa:
- Zona periglaciar con permafrost.
- Existen grandes campos de TP, muchos de los cuáles han sido citados pero no caracte-rizados.
Gonzalo V. Gómez-Sáez - Facultad de Ciencias Ambientales. Universidad de Alcalá. 28871. Madrid, España. ([email protected])
M.A. de Pablo - Dpto. Geología. Universidad de Alcalá. 28871. Madrid, España.
NÚMERO DE LADOS
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Utopia Planitia
Kevo
Trabajo de gabinete
Trabajo de gabinete
Trabajo de campo
Promedio Diámetros Máximos
146,51 -386,6
5,29 – 7,37 2,10 – 2,66
Promedio Diámetros Mínimos
101,57 -233,7
3,09 – 4 1,50 – 1,75
VARIABLE (metros)
Utopia Planitia
Kevo
Trabajo de gabinete
Trabajo de gabinete
Trabajo de campo
Promedio Diámetros Máximos
146,51 -386,6
5,29 – 7,37 2,10 – 2,66
Promedio Diámetros Mínimos
101,57 -233,7
3,09 – 4 1,50 – 1,75
1. IntroducciónLos modelados periglaciares (y más aún todos aquellos en los que aparece permafrost) son perfectos indicadores de la presencia de hielo, agua y, por tanto, son interesantes marcadores de posible habitabilidad en otros planetas.
Los ciclos de congelación-descongelación (C-D) del suelo generan ordenación de los materiales formando redes de terrenos poligonales (TP) que son la geomorfología más común de zonas periglaciares terrestres.
En la Tierra, la formación de los TP � procesos de con-tracción térmica estacional. En Marte, no existe una explicación unánime.
Los objetivos de este trabajo son:
1) Caracterizar TP en una zona de Marte.
2) Caracterizar TP en un análogo terrestre.
3) Comparar ambas caracterizaciones.
4) Mejorar metodología de identificación de TP en Marte.
Nº lados
Distribución espacial
Nº lados
Distribución espacial
Características del interior
Cobertura vegetal
Estructura del borde
TRABAJO DE GABINETE TRABAJO DE CAMPO
Nº lados
Distribución espacial
3. Marte: Terrenos poligonales en Utopia Planitia
Ejemplos de zonas de estudio
Estudio espectrométrico
50 m
10 m
Marte Tierra (gabinete) Tierra (campo)
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NUMERO DE POLIGONOS EN EL GRUPOP
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Con Permafrost Sin Permafrost Mixto
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Aislado
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Grupo de 7Grupo de 8
Se sugiere que en Marte, aquello que se ha clasificado como “basketball terrains” (rojo) podrían ser TP semejantes a los que se han caracterizado en este estudio (amarillo), pero de menor tamaño.
Formación de TP
TP en Marte
TP en la Tierra
Lo que en la Tierra a baja resolución parecen TP (azul primero y después amarillo), al aumentar un poco más la resolución se observa como no son más que colinas, y en cambio lo que se asemejan a los “basketball terrains”marcianos (círculo rojo), son los TP en roca carac-terizados en el trabajo de campo (recuadro rojo)
