En la superficie de muchas de las lunas heladas de nuestro sistema solar, los científicos han documentado fallas de deslizamiento, aquellas que ocurren cuando las paredes de la falla se mueven una sobre otra de lado, como es el caso de la falla de San Andrés en California. Dos estudios publicados recientemente, dirigidos por científicos terrestres y espaciales de la Universidad de Hawai’i en Mānoa, documentan y revelan los mecanismos detrás de estas características geológicas en la luna más grande de Saturno, Titán, y en la luna más grande de Júpiter, Ganímedes.
“Estamos interesados en estudiar la deformación por cizallamiento en lunas heladas porque ese tipo de fallas puede facilitar el intercambio de materiales de la superficie y el subsuelo a través de procesos de calentamiento por cizallamiento, creando potencialmente entornos propicios para el surgimiento de la vida”, dijo Liliane Burkhard, autora principal de los estudios. e investigador afiliado en el Instituto Hawai’i de Geofísica y Planetología de la Escuela de Ciencias y Tecnología Oceánicas y Terrestres de UH Mānoa.
Cuando una luna helada se mueve alrededor de su planeta padre, la gravedad del planeta puede provocar una flexión de marea en la superficie de la luna, lo que puede impulsar actividad geológica como fallas de deslizamiento. Las tensiones de marea varían a medida que la luna cambia la distancia de su planeta porque la órbita de la luna puede ser elíptica en lugar de circular.
Titán, un mundo oceánico helado
Las temperaturas extremadamente frías en la superficie de Titán significan que el hielo de agua actúa como una roca que puede agrietarse, fallar y deformarse. La evidencia de la nave espacial Cassini sugiere que a decenas de kilómetros debajo de la superficie helada, hay un océano de agua líquida. Además, Titán es la única luna de nuestro sistema solar con una atmósfera densa, que, de manera única, sustenta un ciclo hidrológico similar a la Tierra de nubes de metano, lluvia y líquido que fluye a través de la superficie para llenar lagos y mares, colocándola entre un puñado de mundos que potencialmente podrían contener entornos habitables.
La misión Dragonfly de la NASA se lanzará en 2027, con una llegada prevista a Titán en 2034. El novedoso módulo de aterrizaje con helicóptero realizará varios vuelos en la superficie, explorando una variedad de lugares para buscar bloques de construcción y signos de vida.
En su investigación del área del cráter Selk en Titán, el lugar de aterrizaje inicial designado para la misión Dragonfly, Burkhard y su coautor exploraron el potencial de deformaciones por corte y fallas por deslizamiento. Para ello, calcularon la tensión que se ejercería sobre la superficie de Titán debido a las fuerzas de marea mientras la luna orbita alrededor de Saturno y probaron la posibilidad de fallas examinando varias características del suelo helado. Este estudio fue publicado en Ícaro.
“Si bien nuestra investigación anterior indicó que ciertas áreas de Titán podrían sufrir actualmente deformaciones debido a las tensiones de marea, el área del cráter Selk necesitaría albergar presiones de fluido de poro muy altas y un bajo coeficiente de fricción de la corteza para una falla por cizallamiento, lo que parece improbable”, dijo Burkhard. “En consecuencia, ¡es seguro inferir que Dragonfly no aterrizará en una zanja de deslizamiento!”
Ganímedes, una luna con un pasado accidentado
En una segunda publicación de Ícaro, Burkhard y sus coautores investigaron la historia geológica de Ganímedes, la luna más grande de Júpiter, en el área de Nippur/Philus Sulci examinando los datos de alta resolución disponibles para esta región y realizando una investigación de la tensión de marea del pasado de Ganímedes.
Ganímedes ha documentado fallas de deslizamiento en la superficie, pero su órbita actual es demasiado circular, en lugar de elíptica, para causar cualquier deformación por tensión de marea.
Los investigadores encontraron que varias bandas transversales de terreno ligero en el sitio de Nippur/Philus Sulci muestran diversos grados de deformación tectónica, y la cronología de la actividad tectónica implícita en las relaciones transversales cartografiadas reveló tres eras de actividad geológica distinta: antigua, intermedia y más joven.
“Investigué las características de fallas de deslizamiento en terreno de edad intermedia, y corresponden en la dirección de deslizamiento a las predicciones de las tensiones de modelado de una excentricidad pasada más alta. Ganímedes podría haber atravesado un período en el que su órbita era mucho más elíptica de lo que es hoy, ” dijo Burkhard.
Otras características de corte encontradas en unidades geológicas más jóvenes en la misma región no se alinean en la dirección de deslizamiento con los indicadores típicos de corte de primer orden.
“Esto sugiere que estas características podrían haberse formado a través de otro proceso y no necesariamente debido a mayores tensiones de marea”, añadió Burkhard. “Entonces, Ganímedes ha tenido una ‘crisis de mediana edad’, pero su ‘crisis’ más reciente sigue siendo enigmática”.
Los estudios recientes, junto con las misiones de exploración espacial, generan una retroalimentación positiva del conocimiento.
“Las investigaciones geológicas como estas, antes del lanzamiento y la llegada, informan y guían las actividades de la misión”, dijo Burkhard. “Y misiones como Dragonfly, Europa Clipper y JUICE de la ESA limitarán aún más nuestro enfoque de modelado y pueden ayudar a identificar los lugares más interesantes para la exploración del módulo de aterrizaje y posiblemente para obtener acceso al océano interior de lunas heladas”.
Con información de Icarus
