La misión espacial Magallanes de la NASA descubrió que Venus tiene una superficie geológicamente joven con una edad relativamente uniforme de 500 ± 200 Ma (millones de años). [3] La edad de Venus fue revelada por la observación de más de 900 cráteres de impacto en la superficie del planeta. Estos cráteres de impacto están distribuidos casi uniformemente sobre la superficie de Venus y menos del 10% han sido modificados por llanuras de vulcanismo o deformación. [4] Estas observaciones indican que un catastrófico evento de resurgimiento tuvo lugar en Venus alrededor de 500 Ma, y fue seguido por una disminución dramática en la tasa de resurgimiento. [5] Las imágenes de radar de las misiones Magallanes revelaron que el estilo terrestre de tectónica de placas no está activo en Venus y la superficie actualmente parece estar inmóvil. [6]
A pesar de estas observaciones de la superficie, hay numerosas características superficiales que indican un interior convectivo activo . Los aterrizajes soviéticos Venera revelaron que la superficie de Venus es esencialmente basáltica en composición según mediciones geoquímicas y la morfología de los flujos volcánicos. [7] La superficie de Venus está dominada por patrones de vulcanismo basáltico y por deformación tectónica compresiva y extensional, como el terreno de teselas altamente deformado y las características volcano-tectónicas similares a panqueques conocidas como coronas . [8] La superficie del planeta puede caracterizarse ampliamente por sus llanuras bajas, que cubren aproximadamente el 80% de la superficie, mesetas "continentales" y oleajes volcánicos. También hay una abundancia de volcanes escudo pequeños y grandes distribuidos sobre la superficie del planeta. Según sus características superficiales, parece que Venus está tectónica y convectivamente vivo pero tiene una litosfera que es estática.
La distribución global de los cráteres de impacto que fue descubierta por la misión Magallanes a Venus ha dado lugar a numerosas teorías sobre la renovación de la superficie de Venus. Phillips et al. (1992) desarrollaron dos modelos conceptuales de renovación de la superficie de miembros finales que describen la distribución de los cráteres de impacto. El primer modelo de miembro final sugiere que se puede mantener una distribución aleatoria espacial de los cráteres mediante la presencia de eventos de renovación de la superficie de corta duración de una gran área espacial que ocurren en ubicaciones aleatorias con largos intervalos de tiempo intermedios. Un caso especial de este miembro final serían los eventos de renovación de la superficie global; en este caso, no sería posible determinar a partir de la superficie actual si el último evento global fue parte de un ciclo recurrente o un evento singular en la historia del planeta. El otro miembro final es que los eventos de renovación de la superficie que eliminan los cráteres son de una pequeña área espacial, están distribuidos aleatoriamente y ocurren con frecuencia.
Se trata, en efecto, de una hipótesis uniformista , ya que supone que la actividad geológica se produce en todas partes a un ritmo similar. Los acontecimientos globales que periódicamente renuevan la superficie de casi todo el planeta dejarán una superficie libre de cráteres: los cráteres se forman entonces y no se modifican posteriormente hasta el siguiente acontecimiento global. [9] Los acontecimientos de renovación de la superficie que se producen con frecuencia en todas partes producirán una superficie con muchos cráteres en proceso de renovación. [9] Por tanto, los miembros finales se pueden distinguir observando hasta qué punto los cráteres han experimentado algún grado de deformación tectónica o inundación volcánica.
Los estudios iniciales de la población de cráteres sugirieron que solo un pequeño porcentaje de los cráteres estaban muy deformados o encajonados por el vulcanismo posterior, lo que favorece el miembro final de "repavimentación catastrófica". [4] [10] Se propusieron varios modelos geofísicos para generar una catástrofe global, incluidos
Se encontró que la porción del planeta con grandes zonas de rift y volcanes superpuestos se correlacionaba con una baja densidad de cráteres y un número inusual de cráteres muy deformados y obviamente ensenadas. [10] Las regiones de teselas del planeta parecen tener un porcentaje de cráteres ligeramente más alto de lo normal, pero algunos de estos cráteres parecen estar muy deformados. [14] Estas observaciones, combinadas con actividades de mapeo geológico global, conducen a escenarios de evolución de la superficie geológica que son paralelos a los modelos geofísicos catastróficos. [9] La visión general es que las regiones de teselas son antiguas y datan de un tiempo pasado de deformación superficial más intensa; en rápida sucesión, las teselas dejaron de deformarse y el vulcanismo inundó las áreas bajas; actualmente, la actividad geológica se concentra a lo largo de las zonas de rift del planeta. [15] [16]
Turcotte (1993) sugirió que Venus tiene tectónica episódica, en la que breves períodos de tectónica rápida están separados por períodos de inactividad superficial que duran alrededor de 500 Ma. Durante los períodos de inactividad, la litosfera se enfría conductivamente y se engrosa hasta más de 300 km. El modo activo de tectónica de placas ocurre cuando la litosfera gruesa se desprende y se hunde en el interior del planeta. Por lo tanto, se invoca el reciclaje de la litosfera a gran escala para explicar los eventos de renovación de la superficie. Los vuelcos episódicos a gran escala pueden ocurrir debido a un manto estratificado en cuanto a composición, donde hay competencia entre la flotabilidad térmica y compositiva del manto superior. [17]
Este tipo de estratificación del manto se ve respaldada además por el mecanismo de la "barrera de basalto", que establece que la corteza basáltica subducida tiene flotabilidad positiva entre las profundidades del manto de 660-750 km, y flotabilidad negativa a otras profundidades, y puede acumularse en el fondo de la zona de transición y causar estratificación del manto. [18] La ruptura de la estratificación del manto y los consiguientes vuelcos del manto conducirían a episodios dramáticos de vulcanismo, formación de grandes cantidades de corteza y actividad tectónica en la superficie del planeta, como se ha inferido que sucedió en Venus alrededor de 500 Ma a partir de la morfología de la superficie y la craterización. [18] La renovación catastrófica de la superficie y el vulcanismo generalizado pueden ser causados periódicamente por un aumento de la temperatura del manto debido a un cambio en las condiciones del límite de la superficie de una tapa móvil a una estancada. [16]
A pesar de su separación categórica, todos los modelos muestran algún tipo de superposición conceptual que se aplica a los demás. Solomatov y Moresi (1996) sugirieron que una reducción en las tensiones convectivas hizo que la cubierta superficial cambiara de móvil a estancada. [12] Este argumento propuso que la superficie actual de Venus registra un final permanente del reciclaje litosférico. La disminución del flujo de calor planetario, a medida que disminuía el vigor convectivo, cambió el modo de convección del manto de móvil a estancado. [19]
A pesar de su publicación previa, Moresi y Solomatov (1998) utilizaron modelos numéricos de convección del manto con viscosidad dependiente de la temperatura para proponer que en niveles intermedios de tensión de fluencia para la litosfera, podría ocurrir un cambio de un régimen convectivo móvil a un régimen convectivo episódico para Venus. [20] Se centraron en un régimen episódico para una explicación actual de Venus, por lo que la movilización frágil de la litosfera venusiana puede ser episódica y catastrófica.
Reese et al. (2007) propusieron un modelo de renovación de la superficie de los planetas, según el cual el adelgazamiento de la litosfera y el derretimiento generalizado siguen a un cambio de convección de tapa móvil a tapa estancada. [13] Estos modelos de convección parametrizados sugieren que el cese de la renovación de la superficie magmática puede ocurrir de varias maneras: (1) la temperatura del manto cae lo suficiente como para que el manto que se eleva adiabáticamente no cruce el solidus, (2) la capa fundida migra por debajo de la inversión de densidad sólido/fundido a 250-500 km de modo que no puede escapar el fundido, y (3) la convección sublitosférica a pequeña escala se detiene y el engrosamiento conductivo de la tapa suprime el derretimiento. En cada caso, la incapacidad del magma para penetrar la litosfera venusiana engrosada juega un papel. Sin embargo, se ha sugerido que la superficie de Venus ha experimentado un declive continuo pero geológicamente rápido en la actividad tectónica debido al enfriamiento secular del planeta, y no se requiere ningún evento catastrófico de renovación de la superficie para explicar su pérdida de calor. [21]
En una serie de artículos posteriores, Basilevsky y sus colegas desarrollaron extensamente un modelo que Guest y Stofan (1999) [22] denominaron la "historia direccional" para la evolución de Venus. [23] [24] [25] La idea general es que existe una estratigrafía global que progresa desde teselas muy deformadas, a llanuras muy deformadas, luego moderadamente deformadas y luego a llanuras no deformadas. [9] La actividad más reciente se concentra cerca de las principales zonas de rift que tienden a intersecarse con grandes volcanes en escudo.
Si el modelo de evolución direccional es válido, entonces la evolución debe haber sido lenta y la cronología de los eventos se habría superpuesto considerablemente. Una interpretación válida de los miembros finales es que la población de cráteres todavía representa una población ubicada en un planeta mayoritariamente inactivo, pero los estertores finales de un emplazamiento global de llanuras volcánicas han llenado la mayoría de los cráteres con unos pocos cientos de metros de flujos volcánicos. Si esto es cierto, entonces el emplazamiento de llanuras post-teselas debe haberse prolongado durante la mayor parte de la historia de la superficie visible del planeta y el cese de la deformación de las tesela debe haberse superpuesto considerablemente con el emplazamiento de llanuras. Por lo tanto, si bien una evolución de tesela/llanuras/rifts es una hipótesis válida, esa evolución no podría haber ocurrido como una "catástrofe". Los niveles altamente variables de vulcanismo y deformación post-impacto que han experimentado los cráteres son consistentes con un modelo de estado estable de resurgimiento de Venus. Los cráteres se encuentran en una variedad de etapas de eliminación, pero muestran los mismos procesos que han operado a lo largo de la historia de la superficie visible. Sigue siendo una limitación importante el hecho de que la distribución de las características geológicas del planeta (llanuras, volcanes, grietas, etc.) es decididamente más no uniforme que la población de cráteres. Esto significa que, si bien la naturaleza de la renovación de la superficie en Venus puede variar regionalmente en la hipótesis uniformista, las tasas deben ser similares. [9]
