Marte, que tiene la mitad del tamaño de la Tierra, presenta una superficie dividida en dos sectores bien diferenciados: las tierras altas del hemisferio sur y las tierras bajas situadas en el hemisferio norte. La transición entre ambas se conoce como la “dicotomía” de Marte y presenta, en algunos sectores, un escarpe de varios kilómetros de altura, mientras que en otros lugares esta transición está definida por suaves pendientes. “El origen de la dicotomía es uno de los principales misterios de la Geología de Marte. Por eso hemos analizado en detalle regiones que permitan desentrañar el origen y la evolución del escarpe asociado al límite de la dicotomía en esas zonas”, destaca Ángel García-Arnay, geólogo planetario y autor, no solamente de esta Tesis Doctoral, sino también del único Trabajo de Fin de Máster dedicado a Marte de la Universidad de Zaragoza.

Concretamente, el trabajo de investigación presenta los hallazgos derivados de varios estudios que combinan cartografía geológica y geomorfológica, así como de múltiples análisis morfológicos, morfométricos, cronológicos, geoquímicos y del subsuelo realizados en dos zonas ecuatoriales de Marte situadas en regiones opuestas del planeta: la zona de transición entre el noroeste de Terra Cimmeria y el sureste de Nepenthes Mensae (designada como CNTZ), así como en el lecho del Cráter Kotido (suroeste de Arabia Terra). Estos estudios, desarrollados bajo la dirección del catedrático Francisco Gutiérrez Santolalla, en el marco del grupo de Investigación en Procesos Geoambientales y Cambio Global, en el Departamento de Ciencias de la Tierra (IUCA-Universidad de Zaragoza), han permitido la formulación de hipótesis sobre el desarrollo de la “dicotomía” de Marte y su evolución en la CNTZ.

La cartografía ha permitido a García-Arnay precisar la rica historia geológica de la CNTZ, que abarca desde el Noéico temprano (hace 4.000 millones de años) hasta tiempos recientes, diferenciando diecinueve unidades geológicas, definidas a partir de sus principales características superficiales, que muestran una amplia variedad de rasgos geomorfológicos.

La tectónica ha jugado un papel fundamental en la configuración del relieve de esta zona, al menos desde la época geológica conocida como Noéico tardío hasta el Amazónico temprano (entre 3.850 y 2.000 millones de años), contribuyendo al desarrollo de algunos de los rasgos geomorfológicos más destacados de la región, como el impresionante escarpe de la dicotomía de Marte, que en esta zona alcanza los 2 km de altura, interpretado como un escarpe originado por una falla, o las depresiones en Nepenthes Mensae, interpretadas como una semifosa al pie de la dicotomía.

La acción de los ríos y lagos ha jugado también un importante papel en la configuración del paisaje en la CNTZ, al menos durante el período de tiempo anteriormente mencionado (desde el Noéico tardío hasta el Amazónico temprano), tal y como constatan los sistemas de valles de origen fluvial desarrollados en las tierras altas de Terra Cimmeria, así como los 24 deltas de tipo Gilbert (la mayoría de ellos descritos por primera vez como resultado de esta Tesis), con superficies ricas en filosilicatos, y las 54 plataformas costeras identificados en las depresiones de Nepenthes Mensae. Los deltas de tipo Gilbert suelen formarse en cuencas marinas, o de lago, relativamente profundas y se caracterizan por presentar frentes muy inclinados. Las elevaciones de los deltas y de las plataformas costeras nos permitieron inferir, aproximadamente, la elevación del nivel medio del agua en torno a los 1.950 m, correspondiente a un antiguo mar interior o sistema de paleolagos interconectados que ocuparon el cinturón de depresiones cerradas con orientación noroeste-sureste.

Finalmente, el estudio llevado a cabo en las depresiones cerradas en el lecho del cráter Kotido, en Arabia Terra, mostró que estas morfologías desarrolladas en los depósitos estratificados ecuatoriales (“ELDs”), ricos en sulfatos, se formaron, probablemente, como resultado de la disolución de evaporitas y procesos de colapso (es decir, dolinas de colapso) durante el período Amazónico.

Referencias:

García-Arnay, Á., Fernández, S., de Pablo, M.Á., Gutiérrez, F. (2018). The dominant
morphogenetic role of surface runoff in Licus Vallis, Mars: results from
geomorphological and morphometric analyses. Geogaceta 63, 63–66.

Parenti, C., Gutiérrez, F., Baioni, D., García-Arnay, Á., Sevil, J., Luzzi, E. (2020). Closed
depressions in Kotido crater, Arabia Terra, Mars. Possible evidence of evaporite
dissolution-induced subsidence. Icarus 341, 113680.
https://doi.org/10.1016/j.icarus.2020.113680

García-Arnay, Á., Gutiérrez, F. (2020). Reconstructing paleolakes in Nepenthes Mensae, Mars,
using the distribution of putative deltas, coastal-like features, and terrestrial analogs.
Geomorphology 359, 107129. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2020.107129

García-Arnay, Á., Gutiérrez, F. (2023). Unravelling the geological and geomorphological evolution of the Terra Cimmeria-Nepenthes Mensae transitional zone, Mars.
Geomorphology 428, 108641. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2023.108641

García-Arnay, Á. (2023). Geologic map of the Terra Cimmeria-Nepenthes Mensae transitional zone, Mars–1: 1.45 Million. Journal of Maps, 19(1), 2227205. https://doi.org/10.1080/17445647.2023.2227205