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Conteo de cráteres

Volcán escudo en la región de Tharsis en Marte con bordes marcados, los círculos representan cráteres de impacto contados mediante el método de conteo de cráteres.

El conteo de cráteres es un método para estimar la edad de la superficie de un planeta basándose en la suposición de que cuando un trozo de superficie planetaria es nuevo, entonces no tiene cráteres de impacto ; los cráteres de impacto se acumulan después de eso a un ritmo que se supone conocido. En consecuencia, contar cuántos cráteres de varios tamaños hay en un área dada permite determinar cuánto tiempo han acumulado y, en consecuencia, cuánto tiempo hace que se formó la superficie. El método ha sido calibrado utilizando las edades obtenidas por datación radiométrica de muestras traídas de la Luna por las misiones Luna y Apolo . [1] Se ha utilizado para estimar la edad de áreas en Marte y otros planetas que estaban cubiertas por flujos de lava, en la Luna de áreas cubiertas por mares gigantes , y cuánto tiempo hace que áreas en las lunas heladas de Júpiter y Saturno se inundaron con hielo nuevo.

Conteo de cráteres y cráteres secundarios

El método de conteo de cráteres requiere la presencia de cráteres independientes. Los cráteres independientes representan el punto de impacto primario en la superficie de un planeta, mientras que los cráteres secundarios representan el segundo impacto en la superficie de un planeta. [2] Los cráteres secundarios ('secundarios') son cráteres formados por material excavado por un impacto primario que vuelve a caer a la superficie segundos o minutos después. [2] Una forma de distinguir los cráteres primarios y secundarios es considerar su disposición geométrica; por ejemplo, los cráteres grandes a menudo tienen rayos de cráteres secundarios. [2] Los secundarios a veces también se pueden reconocer por su forma particular diferente de los cráteres primarios; esto se debe al hecho de que el material excavado es más lento e impacta en un ángulo menor que los asteroides que llegan desde el espacio para crear el cráter primario. [2]

La precisión de las estimaciones de edad de superficies geológicamente jóvenes basadas en el recuento de cráteres en Marte ha sido cuestionada debido a la formación de grandes cantidades de cráteres secundarios . En un caso, el impacto que creó el cráter Zunil produjo alrededor de cien cráteres secundarios, algunos a más de 1000 km del impacto primario. [3] Si impactos similares también produjeron cantidades comparables de secundarios, significaría que una zona particular libre de cráteres de Marte no había sido "salpicada por un cráter primario grande e infrecuente", en lugar de sufrir relativamente pocos impactos primarios pequeños desde su formación. [4] La eyección de alta velocidad generada a partir de cráteres independientes genera cráteres secundarios que también pueden parecerse a cráteres independientes, contaminando los procesos de recuento ya que los cráteres secundarios parecen más circulares y menos abarrotados que los secundarios típicos. [5] Los secundarios inevitablemente contaminarán los recuentos de cráteres independientes, lo que llevará a algunos a cuestionar su efectividad (ver el encabezado de críticas para obtener más información).

Historia

El primer científico en estudiar y producir un artículo utilizando el conteo de cráteres como indicador de edad fue Ernst Öpik , un astrónomo y astrofísico estonio. [6] Ernst Öpik utilizó el método de conteo de cráteres para datar el Mare Imbrium de la Luna en aproximadamente 4.500 millones de años, lo que fue corroborado por muestras isotópicas. [6] El método también fue utilizado por Gene Shoemaker y Robert Baldwin, y mejorado aún más por Bill Hartman. [7] El trabajo de Hartman incluye la datación del Mare Lunar en aproximadamente 3.600 millones de años, una edad que estaba de acuerdo con las muestras isotópicas. [7] En años posteriores, Gerhard Neukum avanzó el método al proponer una población de impacto estable durante el período de 4.000 millones de años debido a la forma inalterada de la distribución de frecuencia de tamaño de cráteres. [8] El trabajo más reciente ha visto la transición de la craterización de la superficie lunar a la superficie marciana, incluido el trabajo realizado por Neukum y Hartman. [9] En los últimos diez años, el método de recuento de cráteres amortiguados se ha utilizado para datar formaciones geológicas. [10] La calibración proporcionada por las muestras lunares traídas durante las seis misiones Apolo entre 1969 y 1972 ha seguido siendo invaluable para refinar y avanzar aún más el método de recuento de cráteres hasta el día de hoy, pero se están realizando nuevos trabajos para informatizar la técnica de recuento de cráteres utilizando algoritmos de detección de cráteres que utilizan imágenes de alta resolución para detectar pequeños cráteres de impacto. [11] [12]

Crítica

Aunque el conteo de cráteres se ha perfeccionado en los últimos años para ser un método preciso para determinar la edad de la superficie de un planeta a pesar de la falta de muestras isotópicas, existe disenso en la comunidad científica planetaria con respecto a la aceptación del conteo de cráteres como una forma precisa y exacta de geocronología . Este método está influenciado por la suposición de que en el tiempo cero de un planeta, la superficie no tenía cráteres y los cráteres que siguieron al tiempo cero son espacial y temporalmente aleatorios. Solo se puede aplicar con precisión a planetas que tienen poca o ninguna actividad tectónica , ya que la renovación constante de la superficie (como en la Tierra ) distorsionaría el número real de cráteres a lo largo del tiempo. El mecanismo de superficie poco profunda, como la deposición eólica , la erosión y el deslizamiento difusional, también pueden alterar la morfología de los cráteres, haciendo que la superficie parezca más joven de lo que realmente es. [13] Los planetas muy cubiertos por agua o una atmósfera densa también impedirían la precisión de este método, ya que los esfuerzos de observación se verían obstaculizados. Los planetas con atmósferas densas también hacen que los meteoritos que se aproximan se quemen debido a la fricción antes de impactar la superficie del planeta. [14] La Tierra es bombardeada con aproximadamente 100 toneladas de polvo espacial, arena y partículas de guijarros todos los días; sin embargo, la mayor parte de este material se quema en la atmósfera antes de llegar a la superficie del planeta. [ 15] Esto es común para el material espacial que es más pequeño que 25 metros, que se quema debido a la fricción en la atmósfera. [15] Si bien los valores observacionales resultantes que datan la superficie lunar de Hartman y Öpik ilustran edades que corresponden a datos isotópicos, potencialmente se ven obstaculizados por el sesgo observacional y el error humano. Nuevos avances continúan mejorando el método original.

Solicitud

A continuación se muestra una lista de estudios que utilizan o se refieren al recuento de cráteres:

Véase también


Enlaces externos

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Referencias

  1. ^ Che, Xiaochao; Nemchin, Alexander; Liu, Dunyi; Long, Tao; Wang, Chen; Norman, Marc D.; Joy, Katherine H .; Tartese, Romain; Head, James; Jolliff, Bradley; Snape, Joshua F. (12 de noviembre de 2021). "Edad y composición de basaltos jóvenes en la Luna, medidas a partir de muestras devueltas por Chang'e-5". Ciencia . 374 (6569): 887–890. Bibcode :2021Sci...374..887C. doi :10.1126/science.abl7957. ISSN  0036-8075. PMID  34618547. S2CID  238474681.
  2. ^ abcd Watters, Wesley A.; Hundal, Carol B.; Radford, Arden; Collins, Gareth S.; Tornabene, Livio L. (agosto de 2017). "Dependencia de las características de los cráteres secundarios en la distancia de aproximación: morfometría de alta resolución y simulaciones". Journal of Geophysical Research: Planets . 122 (8): 1773–1800. Bibcode :2017JGRE..122.1773W. doi :10.1002/2017je005295. hdl : 10044/1/50061 . ISSN  2169-9097. S2CID  134585968.
  3. ^ McEwen, Alfred S.; Preblich, Brandon S.; Turtle, Elizabeth P.; Artemieva, Natalia A .; Golombek, Matthew P.; Hurst, Michelle; Kirk, Randolph L.; Burr, Devon M.; Christensen, Phillip R. (2005). "El cráter Zunil y las interpretaciones de los pequeños cráteres de impacto en Marte". Icarus . 176 (2): 351381. Bibcode :2005Icar..176..351M. doi :10.1016/j.icarus.2005.02.009.
  4. ^ Kerr, R (2006). "¿Quién puede leer el reloj marciano?". Science . 312 (5777): 1132–3. doi :10.1126/science.312.5777.1132. PMID  16728612. S2CID  128854527.
  5. ^ Texas), Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar (42 : 2011 : Woodlands (7 de marzo de 2011). Programa y resúmenes. Instituto Lunar y Planetario. OCLC  813618163.{{cite book}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  6. ^ ab ÖPIK, EJ (1971), Cráteres y superficie lunar, Avances en astronomía y astrofísica, vol. 8, Elsevier, págs. 107-337, doi :10.1016/b978-0-12-003208-2.50008-7, ISBN 9780120032082, consultado el 12 de noviembre de 2021
  7. ^ ab Bland, Phil (agosto de 2003). "Conteo de cráteres". Astronomía y geofísica . 44 (4): 4.21. doi : 10.1046/j.1468-4004.2003.44421.x . ISSN  1366-8781.
  8. ^ Lewis, John S. (septiembre de 1996). "Peligros debidos a cometas y asteroides. Editado por Tom Gehrels, Univ. of Arizona Press, Tucson, 1994". Icarus . 123 (1): 245. Bibcode :1996Icar..123..245L. doi :10.1006/icar.1996.0152. ISSN  0019-1035.
  9. ^ Hartmann, William K.; Neukum, Gerhard (2001), Cronología de la formación de cráteres y evolución de Marte, Space Sciences Series of ISSI, vol. 12, Dordrecht: Springer Netherlands, págs. 165–194, Bibcode :2001cem..book..165H, doi :10.1007/978-94-017-1035-0_6, ISBN 978-90-481-5725-9, consultado el 10 de diciembre de 2021
  10. ^ Kneissl, T.; Michael, GG; Platz, T.; Walter, SHG (1 de abril de 2015). "Determinación de la edad de características superficiales lineales utilizando el método de recuento de cráteres amortiguados: estudios de caso de los sistemas de fosas tectónicas Sirenum y Fortuna Fossae en Marte". Icarus . 250 : 384–394. Bibcode :2015Icar..250..384K. doi :10.1016/j.icarus.2014.12.008. ISSN  0019-1035.
  11. ^ Stansbery, Eileen (1 de septiembre de 2016). «Rocas y suelos lunares de las misiones Apolo». Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio . Archivado desde el original el 23 de julio de 2011. Consultado el 10 de diciembre de 2021 .
  12. ^ Lagain, A.; Servis, K.; Benedix, GK; Norman, C.; Anderson, S.; Bland, PA (2021). "Derivación de la edad del modelo de grandes cráteres de impacto marcianos, utilizando métodos automáticos de conteo de cráteres". Ciencias de la Tierra y el Espacio . 8 (2): e2020EA001598. Bibcode :2021E&SS....801598L. doi : 10.1029/2020EA001598 . hdl : 20.500.11937/82726 . ISSN  2333-5084. S2CID  234173694.
  13. ^ ab Williams, Jean-Pierre; Bogert, Carolyn H. van der; Pathare, Asmin V.; Michael, Gregory G.; Kirchoff, Michelle R.; Hiesinger, Harald (2018). "Datación de superficies planetarias muy jóvenes a partir de estadísticas de cráteres: una revisión de problemas y desafíos". Meteorítica y ciencia planetaria . 53 (4): 554–582. Bibcode :2018M&PS...53..554W. doi : 10.1111/maps.12924 . ISSN  1945-5100. S2CID  134465391.
  14. ^ Administrador, NASA Content (24 de marzo de 2015). «Datos breves sobre los asteroides». NASA . Consultado el 10 de noviembre de 2021 .
  15. ^ ab Administrador, NASA Content (24 de marzo de 2015). «Datos breves sobre los asteroides». NASA . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
  16. ^ Bouley, S.; et al. (10 de noviembre de 2021). "Comparación de diferentes métodos de conteo de cráteres aplicados a los valles del Paraná" (PDF) . Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria . 40 .
  17. ^ Kneissel, T.; et al. (10 de noviembre de 2021). "Medidas de frecuencia de tamaño de cráteres en el recuento de cráteres con buffer de características lineales en ArcGIS" (PDF) . Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar . 44 .
  18. ^ "Ejercicio de laboratorio de conteo de cráteres". Actividades de enseñanza . Consultado el 11 de diciembre de 2021 .
  19. ^ McEwen, Alfred S.; Bierhaus, Edward B. (1 de mayo de 2006). "La importancia de la craterización secundaria para las restricciones de edad en las superficies planetarias". Revista anual de ciencias de la Tierra y planetarias . 34 (1): 535–567. Código Bibliográfico :2006AREPS..34..535M. doi :10.1146/annurev.earth.34.031405.125018. ISSN  0084-6597.

Lectura adicional