El cuadrángulo de Miguel Ángel se encuentra en el hemisferio sur del planeta Mercurio , donde la parte fotografiada es un terreno con muchos cráteres que ha sido fuertemente influenciado por la presencia de cuencas multianillos. Al menos cuatro de estas cuencas, ahora casi borradas, han controlado en gran medida la distribución de materiales de llanura y tendencias estructurales en el área del mapa. Muchos cráteres, interpretados como de origen de impacto , muestran un espectro de estilos de modificación y estados de degradación. La interacción entre cuencas, cráteres y llanuras en este cuadrángulo proporciona pistas importantes sobre los procesos geológicos que han formado la morfología de la superficie mercuriana. [1]
En las imágenes del cuadrángulo de Michelangelo desde la Tierra se pueden apreciar varias características de bajo albedo , [2] pero estas características no parecen correlacionarse directamente con ninguna unidad de terreno cartografiada. Solitudo Promethei puede corresponder a un depósito de materiales de llanura centrados en –58°, 135°, y Solitudo Martis puede corresponder a materiales similares en –30° a –40°, 90° a 100°. Los datos de color (naranja/ultravioleta) presentados en Hapke y otros (1980) tampoco muestran una correlación particular con los tipos de terreno cartografiados. La región "amarilla" (naranja/ultravioleta moderadamente alto) centrada en –33°, 155° parece corresponder a un depósito de llanuras lisas, pero la región se superpone con terreno craterizado adyacente. [1]
Los datos del Mariner 10 incluyen una cobertura fotográfica completa del cuadrángulo con una resolución de unos 2 km. Además, doce pares estereoscópicos cubren áreas dispersas en el cuadrángulo; [3] estas fotografías se utilizaron para complementar la interpretación geológica. Aproximadamente 10° de longitud del cuadrángulo H-13 ( provincia de Solitudo Persephones ) adyacente al oeste se incluyen en el área del mapa porque no se adquirieron suficientes datos del Mariner 10 de este cuadrángulo para justificar la producción de otro mapa.
El cuadrángulo de Bach se encuentra al sur del cuadrángulo de Miguel Ángel. Al oeste se encuentra el cuadrángulo de Neruda y al este el cuadrángulo del Descubrimiento . Al noroeste se encuentra el cuadrángulo de Tolstoi y al noreste el cuadrángulo de Beethoven .
El mapeo sistemático del cuadrángulo de Michelangelo ha revelado la presencia de cuatro cuencas multianulares casi destruidas. Estas cuencas reciben aquí el nombre de cráteres superpuestos y con nombre no relacionados, como se hizo con las cuencas lunares altamente degradadas (Wilhelms y El-Baz, 1977). De la más antigua a la más reciente, las cuencas son: [1]
La presencia de estas cuencas está indicada por tres criterios: (1) macizos aislados que parecen sobresalir a través de materiales superpuestos; (2) segmentos arqueados de crestas (rupes) alineados con material del macizo; y (3) escarpes arqueados alineadas con macizos y crestas. [1]
Como ninguna de las cuatro cuencas tiene depósitos de eyección preservados, se supone que las cuencas son las características más antiguas del área del mapa; además, están ensenadas o enterradas por todas las demás unidades. Las cifras de las edades relativas de las cuencas se basan en la densidad de cráteres de impacto primarios superpuestos y relaciones estratigráficas. Estos resultados son inciertos, ya que la densidad de cráteres del terreno con muchos cráteres en Mercurio varía de 11,2 a 17,4 × 10–5 km-2 para cráteres de diámetros de 20 km o más (Guest y Gault, 1976). Los resultados obtenidos son consistentes con una asignación cualitativa de la edad relativa que se basa en la posición y el tamaño de estas cuencas antiguas.
Las cuencas han controlado en gran medida los procesos geológicos posteriores en el área del mapa. Se encuentran grandes concentraciones de depósitos de llanuras lisas dentro de los límites de las cuencas y en las intersecciones de anillos de diferentes cuencas. Además, las tendencias de los segmentos de escarpe, interpretadas por algunos investigadores como expresiones de fallas inversas asociadas con la compresión global [4] (Dzurisin, 1978), se desvían hacia patrones concéntricos de cuenca en su intersección con anillos de cuenca. Estas relaciones también se han observado en cuencas antiguas tanto en la Luna (Schultz, 1976) como en Marte (Schultz y otros, 1982; Chicarro y otros, 1983).
Además de las cuatro cuencas multianulares, también se observa una antigua cuenca de dos anillos, Surikov , a -37°, 125°. Es única entre las cuencas de dos anillos en el área del mapa porque, aunque el anillo interior está bien conservado y es similar en morfología a los anillos de pico de las cuencas frescas como Bach , el anillo exterior está casi totalmente borrado. Esta morfología es similar a la de la cuenca lunar Grimaldi y sugiere un período prolongado de rejuvenecimiento estructural a lo largo de los márgenes del anillo interior. La densidad de cráteres en esta cuenca sugiere que es una de las más antiguas en el área del mapa.
La unidad de llanura más antigua reconocible en el área del mapa es el material de llanura intercráter, descrito originalmente por Trask y Guest. [5] Este material es generalmente ondulado a accidentado y parece estar debajo de extensiones de terreno craterizado, como lo evidencia la superposición de muchas formaciones secundarias coalescentes de cráteres grandes adyacentes. En algunas áreas, el material de llanura intercráter parece contener cráteres c1, y se encuentra en todas las cuencas degradadas descritas anteriormente. El origen del material de llanura intercráter mercuriano sigue siendo desconocido. Se han propuesto modelos volcánicos [4] [5] (Strom, 1977) y de escombros de impacto [6] (Oberbeck y otros, 1977). Lo más probable es que el material sea poligenético, incluyendo escombros de cráteres y cuencas y posiblemente flujos volcánicos antiguos. Físicamente y litológicamente se parece al megaregolito de las tierras altas lunares.
Al menos siete cuencas en el cuadrángulo de Michelangelo o en parte en él son posteriores o contemporáneas a las últimas etapas de deposición de material de llanuras intercráter. Dostoevskij (–44°, 176°) muestra solo un anillo; presumiblemente el anillo de pico interior está enterrado por material de llanura. Los eyectados de esta cuenca pueden cartografiarse hasta 450 km desde el borde; varias cadenas de cráteres secundarios se encuentran al sureste del borde. Aunque Dostoevskij fue considerado un ejemplo tipo de un gran cráter c3 (McCauley y otros, 1981), los recuentos de cráteres indican que es mucho más antiguo. El impacto de Dostoevskij probablemente ocurrió en el tiempo c1.
La cuenca de Tolstoj está centrada en el cuadrángulo de Tolstoj a -16°, 165° (Schaber y McCauley, 1980). Consta de tres anillos discontinuos; los materiales eyectados pueden cartografiarse hasta 350 km desde el anillo más externo. La densidad de cráteres superpuestos sugiere una edad más antigua que la cuenca de Caloris, ya sea finales del c1 o principios del c2. Una pequeña cuenca sin nombre a -48°, 136° también puede haberse formado en este intervalo de tiempo, pero su edad es incierta debido a que está parcialmente enterrada por material eyectado del cráter Delacroix (-44°, 129°).
Los efectos del impacto de Caloris en el área del mapa no son evidentes de inmediato. No hay eyecciones de Caloris evidentes, y la mayoría de las tendencias estructurales parecen no estar relacionadas con este impacto. Sin embargo, cerca del borde oeste del mapa hay dos grupos de cráteres grandes y superpuestos centrados en -31°, 183° y -49°, 182°. Estos grupos parecen haberse formado simultáneamente, ya que no hay evidencia de una secuencia estratigráfica específica. Sobre la base de grupos de cráteres de apariencia similar en las tierras altas lunares, que se han interpretado como cráteres secundarios de las cuencas Imbrium y Orientale (Schultz, 1976; Wilhelms, 1976b; Eggleton, 1981), estos grupos de cráteres se interpretan como secundarios de la cuenca Caloris. Siguiendo la terminología desarrollada por McCauley y otros (1981), los hemos asignado a la Formación Van Eyck , Facies de cráter secundario. Estos cráteres secundarios se encuentran sobre los eyectados de Dostoievski y, por lo tanto, confirman que la cuenca es anterior a Caloris. Determinamos una densidad de cráteres de referencia para Caloris en el cuadrángulo de Shakespeare con el fin de correlacionar las edades de la cuenca con ese dato estratigráfico.
La cuenca de Beethoven (–20°, 124°), parcialmente expuesta en el cuadrángulo de Michelangelo, consiste en un anillo de 660 km de diámetro. La edad exacta de Beethoven es incierta; la densidad de cráteres de impacto primarios superpuestos sugiere una edad posterior a Caloris, de finales del c3, pero puede ser tan antigua como de principios del c2 debido al amplio rango de error en la estimación de la edad del cráter. Los eyectados de Beethoven son muy extensos al este y sureste del borde de la cuenca y se pueden cartografiar hasta 600 km hacia abajo desde el borde. Sin embargo, los eyectados parecen estar casi ausentes en el lado oeste de la cuenca. La razón de esta asimetría no está clara; posiblemente Beethoven sea el resultado de un impacto oblicuo que produjo una distribución asimétrica de eyectados (Gault y Wedekind, 1978), o posiblemente la textura radial de la cuenca en el área del borde occidental haya sido borrada por los eyectados de Valmiki.
Las otras cuencas del cuadrángulo son Michelangelo , Valmiki y Bach . Todas contienen dos anillos y parecen ser de transición entre grandes cráteres y cuencas de múltiples anillos. Todas son posteriores al evento Caloris.
La más antigua de las tres unidades de llanura más jóvenes es material de llanura intermedia. Forma superficies planas a suavemente onduladas y ensenadas de terreno craterizado y rellena los suelos de los cráteres. Los contactos superiores e inferiores con otras unidades de llanura son graduales. Estas gradaciones sugieren que la asignación de edad a los depósitos de llanura en Mercurio depende en parte de la abundancia relativa de cráteres secundarios superpuestos, cuyas densidades varían ampliamente en función de los cráteres fuente cercanos.
La unidad de llanuras suaves forma tanto depósitos regionales generalizados como material de fondo de cráteres. Los depósitos regionales están significativamente menos craterizados que los de otras unidades de llanuras, aunque por lo general muestran densidades de cráteres comparables a las de los mares lunares más antiguos (Murray y otros, 1974). La unidad contiene característicamente crestas de tipo mare , aunque no se han observado frentes de flujo en el área del mapa.
El origen de los materiales de las llanuras más jóvenes es fundamental para la historia geológica de Mercurio. Se cree que son volcánicos [4] [7] o una facies de material eyectado balístico [6] (Oberbeck y otros, 1977). La interpretación que se prefiere en este caso es que grandes partes de estas llanuras lisas son de origen volcánico, porque (1) están distribuidas regionalmente y no tienen una fuente obvia de deposición balística; (2) grandes extensiones están confinadas dentro de entornos de deposición de cuenca, análogos a los mares lunares; (3) existe evidencia indirecta en otras partes de Mercurio de modificación volcánica de cráteres de impacto (Schultz, 1977); y (4) los posibles cráteres de colapso volcánico están asociados con cráteres llenos de llanuras (–61°, 161° y –57°, 102°). Partes de los depósitos de llanuras lisas pueden ser una mezcla compleja de material eyectado de cráteres superpuestos.
Una unidad de llanura muy lisa aparece solo como material de base en cráteres más recientes de c4 y c5. Se interpreta que el material es material fundido por impacto de cráter y restos clásticos asociados.
Los depósitos de cráteres se cartografian estratigráficamente según una secuencia de degradación morfológica ideada por NJ Trask (McCauley y otros, 1981). Este método supone que (1) todos los cráteres de un rango de tamaño dado se parecen inicialmente a cráteres recientes y (2) los grados de erosión por impacto son constantes para todos los cráteres dentro de una secuencia morfológicamente definida. Aunque estas condiciones se cumplen en general, la degradación puede acelerarse localmente por eventos de impacto adyacentes e inundaciones por materiales de llanura y, en raras ocasiones, puede desacelerarse por el rejuvenecimiento estructural de los elementos topográficos de los cráteres. Por lo tanto, la importancia estratigráfica de la morfología de los cráteres es solo aproximada. Por analogía con los materiales lunares, se cree que todos los materiales de cráteres cartografiados son de origen de impacto. Solo se cartografian los cráteres de más de 30 km de diámetro.
Las grandes cuencas del cuadrángulo de Michelangelo se han datado de manera relativa contando la densidad acumulada de cráteres de impacto primarios superpuestos que tienen diámetros mayores a 20 km. Esta técnica ha demostrado ser de gran valor para la datación de cuencas lunares (Wilhelms, en prensa), donde no existen relaciones de superposición obvias. Los resultados de estos recuentos de cráteres indican que Dostoievskij, que se presume que tiene una edad de c3 (McCauley y otros, 1981), es en realidad una de las cuencas más antiguas del área del mapa (c1 temprano). Por lo tanto, la determinación morfológica estricta de la edad estratigráfica puede ser significativamente errónea.
En toda la zona del mapa se encuentran grupos y cadenas de cráteres que son satélites tanto de los cráteres como de las cuencas, pero el cráter anfitrión puede no ser identificable en todas partes. Se interpreta que este material proviene de cráteres de impacto secundarios de una amplia variedad de edades. Muchos cráteres secundarios mercurianos están bien conservados y tienen bordes afilados y no redondeados. Esta morfología es probablemente una consecuencia de la gravedad mercuriana más fuerte, en relación con la Luna, que produce velocidades de impacto más altas para los eyectados de cráteres en la superficie mercuriana (Scott, 1977). [8]
Los anillos asociados con las cuatro cuencas antiguas son las estructuras más antiguas dentro del área cartografiada y han controlado hasta cierto punto las tendencias estructurales del tectonismo posterior . Varias de las crestas lobuladas descritas por Strom [9] siguen patrones arqueados a lo largo de los anillos de la cuenca Barma-Vincente; Hero Rupes es un ejemplo. Estas crestas lobuladas parecen ser de origen tectónico compresivo y, aunque tienen una distribución global, pueden ser desviadas localmente por la presencia de una estructura preexistente relacionada con la cuenca. Se pueden ver efectos adicionales de estos anillos de cuencas antiguas donde el borde de Dostoevskij intersecta los anillos de Barma-Vincente (por ejemplo, el horst a -40°, 174°); partes del borde de Dostoevskij parecen haber sido acentuadas estructuralmente por esta intersección. Estas relaciones son similares a las asociadas con cuencas antiguas altamente degradadas en Marte (Chicarro y otros, 1983). El material de las llanuras lisas muestra numerosas crestas que, en general, se parecen a las crestas de los mares lunares y también se considera que son de origen tectónico. Las crestas mercurianas probablemente estén relacionadas con tensiones de compresión menores que son posteriores al emplazamiento de las llanuras lisas. Numerosos lineamientos están asociados con el material del borde de la cuenca, pero la mayoría de estos lineamientos probablemente estén relacionados con la deposición de eyecciones. Algunas pueden ser fallas, en particular cuando se producen cerca de anillos de cuenca preexistentes.
La historia geológica interpretable del cuadrángulo de Miguel Ángel comienza con la formación de las cuatro cuencas antiguas de múltiples anillos. De la más antigua a la más joven, son: Barma-Vincente, Bartok-Ives, Hawthorne-Riemenschneider y Eitoku-Milton. Estas cuencas se formaron presumiblemente durante el período de bombardeo intenso inferido de la historia lunar (Wilhelms, en prensa). Contemporánea con su formación y poco después, se produjo la deposición del material de las llanuras intercráteres. Esta unidad tiene una historia compleja de deposición; fue retrabajada en el lugar y probablemente incluye rocas plutónicas brechificadas y posiblemente flujos volcánicos antiguos. La deposición del material de las llanuras intercráteres fue menguando a medida que se formaban las cuencas más antiguas siguientes (Dostoevskij, Tolstoj). En parte superpuesta a su formación se produjo la deposición del material de las llanuras intermedias, probablemente emplazadas en parte como eyecciones de la cuenca distal y en parte como flujos volcánicos. La deformación regional de estas unidades de llanura por tectónica compresiva, formando escarpes, fue contemporánea a su deposición.
El impacto de Caloris se produjo durante el tiempo de formación del material de las llanuras intermedias. En el área del mapa, los eyectados de Caloris pueden estar presentes en profundidad o pueden haber sido retrabajados localmente por impactos adyacentes. Se pueden observar dos grupos de cráteres secundarios de Caloris. Poco después del impacto de Caloris, se depositó un extenso material de llanuras lisas, probablemente de origen volcánico. Durante este período de deposición se produjeron los impactos de la última de las cuencas principales (Beethoven, Michelangelo, Valmiki y Bach). Continuó la actividad tectónica menor a medida que se desarrollaban escarpes y crestas arrugadas de tipo mare lunar dentro de los materiales de las llanuras lisas.
La tasa de formación de cráteres disminuyó rápidamente a medida que se producían los cráteres c3, c4 y c5. La producción de regolito continúa hasta el día de hoy en todas las unidades. Si la historia geológica de la Luna es una guía, la mayoría de los eventos analizados se completaron esencialmente dentro de los primeros 1.5 a 2.0 mil millones de años de la historia de Mercurio (Murray y otros, 1975). Se puede encontrar un resumen de la geología global de Mercurio en Guest y O'Donnell (1977) y Strom. [9]