Volcanes Marcianos.
Ángel Ferrer Rodríguez palan@nexo.es
Coordinador sección planetaria.
Ya vimos en anteriores números de Huygens, las dificultades para observar
el planeta Marte. Los observadores terrestres más osados se aventuraban a pronosticar
como sería la superficie marciana. Apreciaban cambios estacionales que atribuían
a modificaciones de la vegetación, grandes tormentas y por similitud con nuestro
planeta volcanes con grandes coladas de lava. Llegaron a observar una montaña
gigantesca con una aureola de nubes (Mons Olimpus). Desde la Tierra no podemos
percibir los volcanes marcianos en todo su esplendor.
Casi todo lo que sabemos de la superficie
marciana se lo debemos a las naves espaciales. La primera fue la Mariner 4 en
la que se detectó únicamente una superficie totalmente craterizada. (Para
más información ver Cráteres en el Sistema Solar: Marte. Huygens nº 15).
La cartografía detallada llegó con la Nave Viking y posteriormente con la Mars
Global Surveyor. Esta última lleva una altímetro láser muy preciso que nos ha
dado una visión del planeta muy diferente de lo conocido hasta entonces.
En la Superficie de Marte se pueden distinguir dos hemisferios claramente diferenciados:
El Sur, constituido por las llamadas Tierras altas, fuertemente craterizadas y
el Norte, que en promedio está 2 Km más profundo que el Sur, formando una inmensa
llanura, con escasos cráteres de impacto. No sabemos el motivo de esta dicotomía.
Se postula en un inmenso mar que cubría las tierra bajas del hemisferio Norte
o bien un inmenso cráter de impacto en épocas muy primitivas.
Los volcanes juegan un papel muy importante en la vida de los planetas. Sirven
para eliminar el calor de su interior. El calor de un planeta proviene de varias
fuentes: energía de los impactos de los planetésimos cuando se formaron, caída
gravitacional de los materiales pesados como el hierro hacia su centro, desintegración
de los elementos radiactivos y efecto de las mareas. (ver Fenómenos Volcánicos
en el sistema solar. Huygens nº 27 ). Si los cuerpos planetarios son pequeños
ya han eliminado todo su calor. No tienen actividad, son cuerpos muertos como
la Luna o Mercurio. Si son grandes conservan mucho calor en su interior que necesita
escaparse por algún sitio: por difusión o bien por zonas calientes como son las
dorsales y los volcanes.
Las superficies de gran parte de los
cuerpos planetarios del sistema solar tienen un origen volcánico. Se denomina
vulcanismo fisural o plano pues provienen de fisuras en su corteza con salida
de inmensas coladas de lava muy fluida. En Marte forman casi todas las Tierras
altas. Son muy antiguas y posteriormente ha sufrido numerosos cráteres de impacto.
A parte del vulcanismo fisural están los volcanes propiamente
dichos.
En la Tierra distinguimos varios tipos de volcanes de los cuales destacan los
volcanes en escudo y los estratovolcanes. (Fig 1) Estos últimos están constituidos
por un cono de laderas con bastante pendiente formadas por estratos de capas alternantes
de lava y ceniza. Ejemplos muy fotogénicos son el Fujiyama, el Teide, Etna, etc.
En Marte no se han identificado claramente este tipo de volcán, pero si volcanes
en escudo y dos tipos desconocidos en nuestro planeta: las patheras, y los tholi.
Volcanes
en escudo (Fig 2): 
se
caracterizan por tener una forma parecida a los escudos de los antiguos guerreros.
Tienen una base muy amplia en relación con la altura, con una pendiente de unos
5º. La lava se caracteriza por ser muy fluida, alcanzando grandes extensiones.
No suelen tener explosiones ni estratificación. Los representantes típicos en
la Tierra son los volcanes de las Islas Hawai y de las Galápagos. Forman una
sucesión de volcanes que nacen de la profundidad del océano y con sucesivas coladas
de lava van elevándose hasta alcanzar varios kilómetros sobre el nivel del mar.
En la Tierra miden hasta 8-9 km de altura sobre el suelo del oceánico, elevándose
3-5 Km. sobre el nivel del mar. Tienen una base de hasta120 km. de diámetro. La
cima suele tener una depresión denominada caldera (como un cráter pero mayor)
Como en la Tierra existe la tectónica de placas, su superficie se va moviendo
lentamente, al cabo de unos cuantos millones de años, la corteza se ha desplazado
y un nuevo volcán va emergiendo de las profundidades. El viejo volcán, ya sin
actividad se va erosionando poco a poco y en unas decenas de millones de años
desaparecerá de la superficie. Un ejemplo típico es la cadena de islas que forman
el archipiélago de las islas Hawai.
Patheras: (Fig 3). 
No
tiene paralelismo en la Tierra. Tienen la forma de un platillo, con pendientes
muy débiles, unas laderas plagadas de fracturas dispuestas radialmente en relación
a la caldera circular central y largas coladas de lava. En general se trata de
volcanes viejos. Algunos casi no se perciben por la erosión y los cráteres de
impacto.La lava es rica en sílice y enriquecida con gas, por lo que son volcanes
de tipo explosivo, con formación de conos volcánicos, y lanzamiento de cenizas,
polvo, lapilli, etc. Los conos volcánicos están formados, por tanto, por un material
poroso que no resistirá la erosión por mucho tiempo. Hay teorías que postulan
que este material se comportaría como una esponja, absorbiendo agua. En la siguiente
erupción el agua helada se licuaría originando una riada de lodo y consiguiente
erosión del volcán.
Tholi: (Fig 4)
Son edificios volcánicos pequeños. Tienen mayor pendiente que los volcanes en
escudo y son los más parecidos a los estratovolcanes terrestres. La lava debió
ser viscosa. En los flancos de algunos de ellos se aprecian como canales y arrugas.
Marte ha tenido una intensa actividad volcánica. Se concentra en dos grandes regiones
denominadas Domo de Tharsis y Elysium Planitia. Existen otros pequeños volcanes
en las regiones altas pero no se pueden comparar con estas dos formaciones. Ambas
están en el hemisferio Norte: Son de dimensiones colosales, sobre todo si tenemos
en cuenta que Marte tiene solo la mitad del tamaño de la Tierra y su superfice
es de una sexta parte de nuestro planeta
Domo
de Tharsis.
Constituye una región sobreelevada
en relación con la superficie marciana. Mide 5.500 Km. de diámetro con una altura
promedio de 6 a 10 Km. Sobre esta inmensa región asientan volcanes de los tres
tipos: en escudo, patheras y tholis. (Fig 5)
El
Domo de Tharsis alberga tres volcanes auténticamente gigantescos. El Monte
Ascraeus de 18.200 m de altura, el Monte Pavonis de 14.120 m y el Monte
Arsia de 17.400 m. Están alineados a lo largo de una fractura en dirección
nordeste-sudoeste y separados aproximadamente por 700 Km. Si la altura es impresionante
no menos lo son sus medidas de la base: unos 400 Km. de diámetro cada uno.
La
caldera de su cima no se queda atrás. El Monte Ascraeus (Fig 6) 
tiene
una caldera compleja, con varios centros de colapso individuales que se superponen
de los más antiguos a los más recientes. La pared de la caldera mide unos 3 Km.
de altura con una pendiente superior a los 26 º. Tiene varios ríos de lava destruidos
por calderas más recientes.
La caldera de Monte Arsia es la mayor
de las tres. Tiene un diámetro de 110 km con una profundidad de 3 a 4 km. Si la
comparamos con la mayor de las Islas Hawai, Mauna Loa, queda ridícula, su caldera
solo mide 2.7 km. El borde de la caldera se ha abierto en lado suroeste mientras
que los ríos de lava han cubierto varias partes del borde nordeste. En el suelo
de la caldera hay alineados una serie de domos suaves que quizas son debidos a
fuentes puntuales de lava que llenaron la caldera. Los flancos del escudo ha sido
erosionados en profundidad cerca de la aberturas del borde de la cadera.
En
el extremo noroeste del domo, a 1.600 km. del trío de volcanes previo se encuentra
el Monte Olimpus (Fig 7)
Su nombre no deja lugar a dudas. Giovanni Schiaparelli observó una formación que
aparentemente estaba rodeada de nubes y la denominó como Nix Olímpica, en alusión
al Monte Olimpio de los dioses griegos. Es el mayor volcán, no solo de Marte
sino de todo el sistema solar. Mide 26 km de altura. Tiene una base de 550 km
de diámetro, lo que supone una superficie de 500.000 km2. Casi la superficie de
la península ibérica. Esta rodeado por un farallón de 6 km de alto. Si lo comparamos
con el mayor volcán terrestre, el Mauna Loa, tiene una superficie 30 veces mayor
y un volumen 50 veces más grande. Estos volcanes en escudo van acumulando masa
colada volcánica tras colada volcánica hasta alcanzar las enormes dimensiones
que tiene.(Fig 8)
La pendiente por el contrario es muy suave, escasamente alcanza los 5-10 grados.
Cuando aumenta la masa puede suceder como una montaña de arena, en la que se produce
un derrumbe de la estructura y un corrimiento de las laderas produciendo como
escalones.
El Monte Olympus también tiene su caldera. Mide 65 X 80 km. de
diámetro y una profundidad de 2 a 3 km. Es mucho mayor que la de Manua Loa pero
pequeña en comparación con la del Monte Arsia. En las fotografías se aprecia claramente
que es una caldera compleja. Ha tenido como mínimo 4 o 5 episodios de actividad.
Después de una fase de actividad queda en la caldera un lago de lava fundida que
poco a poco se enfría y solidifica, quedando una superficie plana. En otra fase
de actividad el proceso se repite.
Su base tiene un escarpe de varios kilómetros
de altura: 6 km en la cara norte y unos 3 en la cara sureste. Rodeándolo tiene
una aureola de varios cientos kilómetros formado por un terreno estriado. No sabemos
muy bien el origen de estas estructuras. Se podría tratar de un corrimiento de
la ladera o bien una contracción por enfriamiento de toda la masa del volcán.
La
cámara magmática se le supone situada a 10-15 km por debajo de la cima y tendría
un diámetro superior al de la caldera, o sea unos 80 km. Un volcán cuando va cargando
la cámara magmática presenta una distensión de sus paredes y por tanto fallas
en sus laderas que son de sentido inverso cuando la cámara se vacía. Hoy se supone
que está enfriada y por tanto solidificada.
En el domo de Tharsis encontramos
también varios volcanes del tipo pateras:
Alba Patera:
Es un volcán muy grande, tiene 1.500 km de diámetro en la base pero solamente
3 km de altura. ¡Su base es mayor que la del Monte Olympus! Tiene una caldera
doble, formando una imagen como de un ojo. Como todos los volcanes de tipo patera
tiene una pendiente muy suave con largas coladas.
Ulyses Patera:
Es un volcán mucho más pequeño que los volcanes en escudo. La cumbre es muy peculiar,
tiene una caldera de forma sensiblemente circular en la que se aprecia claramente
la presencia de dos cráteres de impacto. Por el material eyectado se deduce que
son posteriores al volcán o sea que son más jóvenes. Las paredes laterales están
enterradas por el material que forman las llanuras que lo rodean. Por las superposiciones
se deduce que es un volcán muy antiguo.
El domo de Tharsis también
cuenta con los más bellos ejemplos de volcanes de tipo tholi:
Ceraunius Tholus y Uranius Tholus: (Fig 3 y 9)
Son dos volcanes con flancos fácilmente erosionables, por lo que se supone que
tienen un componente de cenizas. Su base esta enterrada en los terrenos de las
llanuras. Es de destacar en esta imagen la presencia de un crater de impacto que
por afectar a las ladera y cubrir con sus eyecciones los terrenos de la base debe
ser reciente.
Tharsis Tholus: tiene una extraña forma
atribuida al colapso de la caldera o a un corrimiento de tierras. Mide 150 km
en la base y 8 km de altura.
El gigantesco domo de Tharsis
ha tenido probablemente un efecto paralelo: la formación del Valle Marinieris,
una inmensa cicatriz de 5.000 km que veremos detenidamente en otros números de
esta revista.
Elysium Planitia. (Fig 10)
Es la segunda región volcánica de Marte, tiene 1.700 por 2.400 km. con
una altura media de 4-5 km. Es de dimensiones inferiores a las del domo de Tharsis.
Tiene varios volcanes, entre los que destacan: Hecates Tholus, Monte Elysium
y Albor Tholus, descritos de norte a sur. No están alineados como sucede en el
domo de Tharsis. El mayor de todos ellos es el Monte Elysium. Tiene una
base de 500 por 700 km. elevándose a 13 km de altura. La caldera tiene 14 km de
diámetro. Es de tipo escudo.
Al norte está situado el Hecates Tholus:
tiene 160 por 175 km en la base con una caldera de 11 por 9 km. El tercer volcán
de esta región es el llamado Albor Tholus con unas medida en la base de 150 km
de diámetro, una caldera de 30 km. Su flanco nordeste ha sido enterrado parcialmente
por el vecino Monte Elysium.
En el domo de Elysum también encontramos
volcanes de tipo patera como el llamado Apollinaris Patera.( Fig 2) Por
la imagen se deduce que tiene regiones con un origen explosivo y otras que parecen
más de tipo efusivo. Hay zonas que parecen tener depósitos de cenizas. En el flanco
sur existe una gran colada volcánica.
Existen otras zonas volcánicas
mucho más pequeñas o volcanes aislados.
En el Mar d’Hellas encontramos Hadriaca
Patera, Amphitrites Patera y Tyrrene Patera.
Tyrrhene Patera: (fig
11)
Mide escasamente 2 km de altura con pendientes muy suaves en sus laderas. Están
profundamente craterizados y erosionados por canales de gran tamaño que surgen
radialmente desde el centro. A penas tiene cráter central.
Hadriaca
Patera: está muy erosionado, apenas tiene altura y con numerosos cráteres
de impacto. Estos dos últimos volcanes están situados en las tierras altas. Son
muy diferentes a los grandes volcanes en escudo. Son mucho más viejos como lo
demuestran los numerosos cráteres de impacto que presentan sus flancos
Una
vez conocidos los principales volcanes marcianos, surgen varias preguntas ¿por
qué son tan grandes algunos de ellos?, o ¿Hay volcanes activos?, ....
Hemos
visto que los volcanes en escudo marcianos son inmensos en comparación con los
terrestres. Se atribuye a varios factores. La superficie terrestre está dividida
en placas más o menos grandes que no están fijas. Presentan movimientos relativos
entres ellas, bien una cabalga sobre otra, o se hunde o se desplazan lateralmente.
Si existe un punto caliente en el manto, este se desplaza en la superficie, dando
lugar a una cadena de volcanes como sucede en las islas Hawai. En Marte no se
ha detectado placas ni tectónica de placas. El punto caliente del manto está en
el mismo punto de la superficie durante muchos cientos o miles de millones de
años. Esto origina gigantescos volcanes en escudo impensables en la Tierra. Pero
hay otro factor. La gravedad en Marte es menor que en la Tierra y permiten que
esta inmensa masa no se hunda sobre su propio peso como si fuera un castillo de
arena.
Desconocemos si existen volcanes activos en Marte. Sabemos que los
volcanes terrestres tienen periodos más o menos largos de inactividad sin que
signifique que estén extintos. En Marte puede que tengan unos periodos de inactividad
muy prolongado y no hemos detectado ninguno activo. Solamente hemos observado
muy pocos años de su historia. Pero hay signos indirectos. El más importante es
la presencia de cráteres de impacto en sus laderas. El sistema solar presentó
una fase de gran craterización durante los primeros mil millones de años. Posteriormente
fue mucho menor y más o menos constante. Si observamos una región con muchísimos
cráteres de impacto y otra con muy pocos podemos deducir que esta última es mucho
más reciente. Lo que es muy difícil, es precisar la edad de estas superficies.
Nos faltarían muestras y analizarlas. Nos tenemos que conformar con extrapolar
lo sucedido en la Luna. Según estas premisas observamos que los volcanes pathera
de las tierras altas tienen muchos cráteres, están muy erosionados, y por tanto
son muy viejos. Las laderas de los grandes volcanes en escudo tienen zonas con
muy pocos o ningún cráter. Hay autores que le dan una antigüedad de 1000 millones
de años hasta los que piensan que todavía puede existir actividad. La idea más
frecuente es que la actividad en Marte ha cesado desde hace unos pocos cientos
de millones de años. El planeta se ha enfriado lo suficiente como para cesar la
actividad volcánica y lo que conlleva. Los volcanes aportan a la atmósfera ingentes
cantidades de gases, CO2 y de vapor de agua, lo que se traduce en una cambio de
las condiciones atmosféricas, un posible efecto invernadero, cambio climático
e incluso la aparición de copiosas lluvias. Al activarse el volcán y su caldera
puede haber calentado el terreno próximo. Si ese subsuelo está cargado de hielo
de agua y esta se funde puede haber dado origen a ríos tremendamente caudalosos
aunque fuera por poco tiempo. El origen del Valle Marinieris, los canales y las
imágenes semejantes a ríos con erosión fluvial puede tener ese origen.
Bibliografía:
-
Francisco Anguita. Historia de Marte. Mito, exploración, futuro. Editorial Planeta
1998. Libro imprescindible en la biblioteca de un buen aficionado. En Castellano.
Muy didáctico.
- http://www.nirgal.net
En Francés Excelente sitio web.
- Calvin Hamilton. Views of the Solar
System. 1996. (En CD-Rom)
- Ángel Ferrer. Fenómenos volcánicos en el sistema
solar. Huygens nº 27 año 2000.