La areografía , también conocida como geografía de Marte , es un subcampo de la ciencia planetaria que implica la delimitación y caracterización de regiones de Marte . [1] [2] [3] La areografía se centra principalmente en lo que se llama geografía física en la Tierra; esa es la distribución de características físicas en Marte y sus representaciones cartográficas . En abril de 2023, The New York Times informó sobre un mapa global actualizado de Marte basado en imágenes de la nave espacial Hope . [4] La NASA publicó un mapa global de Marte relacionado, pero mucho más detallado, el 16 de abril de 2023. [5]
Las primeras observaciones detalladas de Marte se realizaron desde telescopios terrestres . La historia de estas observaciones está marcada por las oposiciones de Marte, cuando el planeta está más cerca de la Tierra y por tanto es más fácilmente visible, que ocurren cada dos años. Aún más notables son las oposiciones perihélicas de Marte que ocurren aproximadamente cada 16 años y se distinguen porque Marte está más cerca de la Tierra y el perihelio de Júpiter lo hace aún más cerca de la Tierra.
En septiembre de 1877 (el 5 de septiembre se produjo una oposición perihélica de Marte), el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli publicó el primer mapa detallado de Marte . Estos mapas contenían en particular características que él llamó canali ("canales"), que luego se demostró que eran una ilusión óptica . Estos canales eran supuestamente largas líneas rectas en la superficie de Marte a las que dio nombres de ríos famosos en la Tierra. Su término fue mal traducido popularmente como canales , y así comenzó la controversia sobre los canales marcianos .
Después de estas observaciones, durante mucho tiempo se creyó que Marte contenía vastos mares y vegetación. No fue hasta que una nave espacial visitó el planeta durante las misiones Mariner de la NASA en la década de 1960 que estos mitos se disiparon. Algunos mapas de Marte se hicieron utilizando los datos de estas misiones, pero no fue hasta la misión Mars Global Surveyor , lanzada en 1996 y finalizada a finales de 2006, que se obtuvieron mapas completos y extremadamente detallados.
La cartografía es el arte, la ciencia y la tecnología de hacer mapas. Existen muchas técnicas establecidas específicas de la Tierra que nos permiten convertir la superficie curva 2D en planos 2D para facilitar el mapeo. Para facilitar esto en Marte, era necesario establecer proyecciones , sistemas de coordenadas y datos de referencia . Hoy en día, el Servicio Geológico de Estados Unidos define treinta cuadrángulos cartográficos para la superficie de Marte. Estos se pueden ver a continuación.
En la Tierra, el dato de elevación cero se basa en el nivel del mar (el geoide ). Dado que Marte no tiene océanos y, por tanto, no tiene "nivel del mar", es conveniente definir un nivel arbitrario de elevación cero o " datum vertical " para cartografiar la superficie, llamado areoide . [9]
El dato de Marte se definió inicialmente en términos de una presión atmosférica constante. Desde la misión Mariner 9 hasta 2001, se eligió como 610,5 Pa (6,105 mbar), basándose en que por debajo de esta presión el agua líquida nunca puede ser estable (es decir, el punto triple del agua está a esta presión). Este valor es sólo el 0,6% de la presión al nivel del mar en la Tierra. Tenga en cuenta que la elección de este valor no significa que exista agua líquida por debajo de esta elevación, solo que podría hacerlo si la temperatura excedera los 273,16 K (0,01 grados C, 32,018 grados F). [10]
En 2001, los datos del Mars Orbiter Laser Altimeter llevaron a una nueva convención de elevación cero definida como la superficie equipotencial (gravitacional más rotacional) cuyo valor promedio en el ecuador es igual al radio medio del planeta. [11]
El ecuador de Marte está definido por su rotación, pero la ubicación de su primer meridiano se especificó, al igual que la de la Tierra, mediante la elección de un punto arbitrario que los observadores posteriores aceptaron. Los astrónomos alemanes Wilhelm Beer y Johann Heinrich Mädler seleccionaron una pequeña característica circular en Sinus Meridiani ("Middle Bay" o "Meridian Bay") como punto de referencia cuando produjeron el primer mapa sistemático de las características de Marte en 1830-1832. En 1877, el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli adoptó su elección como primer meridiano cuando comenzó a trabajar en sus notables mapas de Marte. En 1909, los creadores de efemérides decidieron que era más importante mantener la continuidad de las efemérides como guía para las observaciones y esta definición fue "prácticamente abandonada". [12] [13]
Después de que la nave espacial Mariner proporcionara extensas imágenes de Marte, en 1972 el Grupo de Geodesia/Cartografía Mariner 9 propuso que el primer meridiano pasara por el centro de un pequeño cráter de 500 m de diámetro (llamado Airy-0 ), ubicado en Sinus Meridiani a lo largo de la línea del meridiano. de Beer y Mädler, definiendo así 0,0° de longitud con una precisión de 0,001°. [12] Este modelo utilizó la red de puntos de control planetográfico desarrollada por Merton Davies de RAND Corporation . [14]
A medida que las técnicas radiométricas aumentaron la precisión con la que se podían localizar objetos en la superficie de Marte, se consideró que el centro de un cráter circular de 500 m no era suficientemente preciso para realizar mediciones exactas. Por lo tanto, el Grupo de Trabajo de la IAU sobre Coordenadas Cartográficas y Elementos de Rotación recomendó establecer la longitud del módulo de aterrizaje Viking 1 , para el cual existían amplios datos de seguimiento radiométrico, marcando la longitud estándar de 47,95137° oeste. Esta definición mantiene la posición del centro de Airy-0 a 0° de longitud, dentro de la tolerancia de las incertidumbres cartográficas actuales. [15]
En todo un planeta , la generalización no es posible y la geografía de Marte varía considerablemente. Sin embargo, la dicotomía de la topografía marciana es sorprendente: las llanuras del norte aplanadas por flujos de lava contrastan con las tierras altas del sur, picadas y llenas de cráteres por impactos antiguos. En consecuencia, la superficie de Marte vista desde la Tierra se divide en dos tipos de áreas, con diferentes albedos . Las llanuras más pálidas cubiertas de polvo y arena ricas en óxidos de hierro rojizos alguna vez fueron consideradas "continentes" marcianos y recibieron nombres como Arabia Terra ( tierra de Arabia ) o Amazonis Planitia ( llanura amazónica ). Se pensaba que las características oscuras eran mares, de ahí sus nombres Mare Erythraeum , Mare Sirenum y Aurorae Sinus . La característica oscura más grande vista desde la Tierra es Syrtis Major Planum .
El volcán en escudo , Olympus Mons ( Monte Olimpo ) , se eleva 22 km sobre las llanuras volcánicas circundantes y es la montaña más alta conocida en cualquier planeta del sistema solar. [10] Está en una vasta región de tierras altas llamada Tharsis , que contiene varios volcanes grandes. Ver lista de montañas en Marte . La región de Tharsis en Marte también tiene el sistema de cañones más grande del sistema solar, los Valles Marineris o el Valle Mariner , que tiene 4.000 km de largo y 7 km de profundidad. Marte también está marcado por innumerables cráteres de impacto . La mayor de ellas es la cuenca de impacto Hellas . Ver lista de cráteres de Marte .
Marte tiene dos casquetes polares permanentes, el del norte ubicado en Planum Boreum y el del sur en Planum Australe .
La diferencia entre los puntos más altos y más bajos de Marte es de casi 30 km (desde la cima del monte Olympus a una altitud de 21,2 km hasta el cráter Badwater[1] en el fondo de la cuenca de impacto Hellas a una altitud de 8,2 km por debajo del punto de referencia). En comparación, la diferencia entre los puntos más altos y más bajos de la Tierra ( el Monte Everest y la Fosa de las Marianas ) es de sólo 19,7 km. Combinado con los diferentes radios de los planetas, esto significa que Marte es casi tres veces más "áspero" que la Tierra.
El Grupo de Trabajo de Nomenclatura de Sistemas Planetarios de la Unión Astronómica Internacional es responsable de nombrar las características de la superficie marciana.
Los observadores de la topografía marciana notarán una dicotomía entre los hemisferios norte y sur. La mayor parte del hemisferio norte es plana, con pocos cráteres de impacto y se encuentra por debajo del nivel convencional de "elevación cero". Por el contrario, el hemisferio sur está formado por montañas y tierras altas, en su mayoría muy por encima de cero niveles. Los dos hemisferios difieren en elevación entre 1 y 3 km. La frontera que separa ambas zonas resulta muy interesante para los geólogos.
Una característica distintiva es el terreno desgastado . [16] Contiene mesas, protuberancias y valles de piso plano que tienen paredes de aproximadamente una milla de altura. Alrededor de muchas de las mesas y protuberancias hay plataformas de escombros lobulados que se ha demostrado que son glaciares cubiertos de rocas. [17]
Otras características interesantes son los grandes valles fluviales y los canales de desagüe que rompen la dicotomía. [18] [19] [20]
Las tierras bajas del norte comprenden aproximadamente un tercio de la superficie de Marte y son relativamente planas, con cráteres de impacto ocasionales. Los otros dos tercios de la superficie marciana son las tierras altas del sur. La diferencia de elevación entre los hemisferios es dramática. Debido a la densidad de los cráteres de impacto, los científicos creen que el hemisferio sur es mucho más antiguo que las llanuras del norte. [21] Gran parte de las tierras altas del sur llenas de cráteres se remontan al período de intensos bombardeos, el Noé .
Se han propuesto múltiples hipótesis para explicar las diferencias. Los tres más comúnmente aceptados son un megaimpacto único, impactos múltiples y procesos endógenos como la convección del manto. [18] Ambas hipótesis relacionadas con el impacto implican procesos que podrían haber ocurrido antes del final del bombardeo primordial, lo que implica que la dicotomía de la corteza tiene sus orígenes temprano en la historia de Marte.
La hipótesis del impacto gigante, propuesta originalmente a principios de la década de 1980, fue recibida con escepticismo debido a la forma no radial (elíptica) del área de impacto, donde un patrón circular sería un soporte más fuerte para el impacto de objetos más grandes. Pero un estudio de 2008 [22] proporcionó investigaciones adicionales que respaldan un único impacto gigante. Utilizando datos geológicos, los investigadores encontraron apoyo para el impacto único de un objeto grande que golpeó Marte en un ángulo de aproximadamente 45 grados. Evidencia adicional que analice la química de las rocas marcianas para detectar el afloramiento de material del manto posterior al impacto respaldaría aún más la teoría del impacto gigante.
Aunque más recordados por cartografiar la Luna a partir de 1830, Johann Heinrich Mädler y Wilhelm Beer fueron los primeros "areógrafos". Comenzaron estableciendo de una vez por todas que la mayoría de las características de la superficie eran permanentes y precisaron el período de rotación de Marte. En 1840, Mädler combinó diez años de observaciones y dibujó el primer mapa de Marte jamás realizado. En lugar de dar nombres a las diversas marcas que mapearon, Beer y Mädler simplemente las designaron con letras; Meridian Bay (Sinus Meridiani) fue, por tanto, la característica "a".
Durante los siguientes veinte años, aproximadamente, a medida que los instrumentos mejoraron y el número de observadores también aumentó, varias características marcianas adquirieron una mezcolanza de nombres. Para dar un par de ejemplos, Solis Lacus era conocido como el "Oculus" (el Ojo), y Syrtis Major era conocida habitualmente como el "Mar del Reloj de Arena" o el "Escorpión". En 1858, el astrónomo jesuita Angelo Secchi también lo llamó "Canal del Atlántico" . Secchi comentó que "parece desempeñar el papel del Atlántico que, en la Tierra, separa el Viejo Continente del Nuevo"; Esta fue la primera vez que el fatídico canale , que en italiano puede significar "canal" o "canal", se aplicó a Marte.
En 1867, Richard Anthony Proctor trazó un mapa de Marte. Se basó, de manera un tanto tosca, en los primeros dibujos del reverendo William Rutter Dawes de 1865, entonces los mejores disponibles. Proctor explicó su sistema de nomenclatura diciendo: "He aplicado a las diferentes características los nombres de aquellos observadores que han estudiado las peculiaridades físicas que presenta Marte". Éstos son algunos de sus nombres, junto con los utilizados posteriormente por Schiaparelli en su mapa marciano creado entre 1877 y 1886. [23] Los nombres de Schiaparelli fueron adoptados generalmente y son los nombres que realmente se usan hoy en día:
La nomenclatura de Proctor ha sido criticada a menudo, principalmente porque muchos de sus nombres honraban a los astrónomos ingleses, pero también porque usó muchos nombres más de una vez. En particular, Dawes apareció no menos de seis veces (Océano de Dawes, Continente de Dawes, Mar de Dawes, Estrecho de Dawes, Isla de Dawes y Bahía de Dawes Forked). Aun así, los nombres de Proctor no carecen de encanto y, a pesar de todos sus defectos, constituyeron una base sobre la que mejorarían los astrónomos posteriores.
Hoy en día, los nombres de las características marcianas derivan de varias fuentes, pero los nombres de las características más grandes se derivan principalmente de los mapas de Marte realizados en 1886 por el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli . Schiaparelli nombró las características más importantes de Marte utilizando principalmente nombres de la mitología griega y, en menor medida, de la Biblia . Las grandes características del albedo de Marte conservan muchos de los nombres más antiguos, pero a menudo se actualizan para reflejar nuevos conocimientos sobre la naturaleza de las características. Por ejemplo, 'Nix Olympica' (las nieves del Olimpo) se ha convertido en Olympus Mons (Monte Olimpo).
Los grandes cráteres marcianos llevan el nombre de importantes científicos y escritores de ciencia ficción; los más pequeños llevan el nombre de ciudades y pueblos de la Tierra.
Varios accidentes geográficos estudiados por los Mars Exploration Rovers reciben nombres o apodos temporales para identificarlos durante la exploración e investigación. Sin embargo, se espera [ atribución necesaria ] que la Unión Astronómica Internacional haga permanentes los nombres de ciertas características importantes, como las colinas de Columbia , que recibieron el nombre de los siete astronautas que murieron en el desastre del transbordador espacial Columbia .
Mapa de imágenes interactivo de la topografía global de Marte . Pase el cursor tu ratónsobre la imagen para ver los nombres de más de 60 características geográficas destacadas y haga clic para vincularlas. El color del mapa base indica elevaciones relativas , basadas en datos del altímetro láser Mars Orbiter del Mars Global Surveyor de la NASA . Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (+12 a +8 kilómetros ); seguido de rosas y rojos (+8 a +3 kilómetros ); el amarillo es0 kilómetros ; Los verdes y los azules son elevaciones más bajas (hasta−8 kilómetros ). Los ejes son latitud y longitud ; Se observan las regiones polares .
