Marte es deforme: ¿Cómo se formó la dicotomía marciana?

La superficie de Marte muestra una clara diferenciación entre los hemisferios norte y sur, estando el tercio norte de su superficie hasta 3 kilómetros por debajo que el resto de la superficie del planeta. Esto se conoce como la dicotomía marciana y podría tener su origen en el mayor cráter de impacto conocido en el sistema solar.

Una de las principales características geográficas de Marte es tan prevalente, que puede resultar difícil identificarla como tal. El planeta rojo tiene dos alturas claramente diferenciadas. El tercio norte de la superficie marciana está entre 1 y 3 kilómetros más bajo que los dos tercios que hay al sur. Esta diferencia se traslada además a las capas más profundas de la corteza, no solo a la misma superficie. La corteza de Marte tiene unos 32 kilómetros de grosor de media en el tercio norte y unos 58 kilómetros en el sur. Esto es lo que se conoce como “dicotomía marciana” y su origen no está del todo claro, aunque hay un par de hipótesis principales. La región que separa ambas alturas tiene una geografía muy compleja y está llena de mesetas y valles con paredes que se alzan por más de 1 kilómetro, además de estructuras como deltas y glaciares de roca.

La presencia de una cantidad similar de impactos de meteorito en ambas regiones de la superficie marciana implica un origen muy lejano de esta diferenciación. Si se hubiera formado hace poco, la roca sería joven y no habría tenido tiempo de acumular tantos cráteres. Entre las hipótesis más plausibles están la de que se haya formado por procesos ocurridos en el interior de Marte, en su manto concretamente, o que haya ocurrido por el impacto de un gran meteorito o incluso por la concatenación de varios impactos más pequeños.

Dentro de la propuesta de que la diferencia en alturas de la superficie marciana tenga su origen en el propio Marte existen diferentes variantes. Todas ellas tienen que ver con actividad en el manto, pero difieren en los efectos de dicha actividad. Una de las propuestas es la posibilidad de que Marte tuviera una intensa fase con tectónica de placas en sus inicios, que habría acabado menos de mil millones de años después de su formación y que habría tenido como resultado la creación de placas “oceánicas” y “continentales”, con diferentes alturas. Otra posibilidad es que una gran bolsa caliente hubiera ascendido desde el manto por el hemisferio sur, provocando la creación de nueva corteza y en general alzando la superficie del hemisferio sur del planeta.

Esta propuesta sin embargo no acaba de convencer, pues no tenemos pruebas de la presencia de esa tectónica de placas en la historia temprana de Marte, además de no haber indicios de vulcanismo en regiones donde se esperaría de ser correcto este modelo. Marte tuvo un campo magnético que desapareció hace miles de millones de años. No sabemos si eso garantiza haber tenido suficiente actividad como para mantener una tectónica de placas suficiente tiempo como para formar una diferenciación tan marcada en su superficie.

La propuesta que a día de hoy parece más factible es la de un gran impacto en la historia temprana de Marte, que crearía la depresión tan marcada en la corteza del planeta rojo. Esta depresión recibiría el nombre de cuenca Borealis, aunque la forma circular predicha no concuerda con la forma actual de la depresión observada, que es mucho más irregular. Procesos posteriores podrían haber creado elevaciones que hicieran que la forma aproximadamente circular quedara oculta bajo ellos. De lo que no cabe duda es que, en caso de ser este el origen de la depresión en el terreno marciano, se trataría del cráter de impacto más grande de todo el sistema solar. El cráter confirmado más grande del sistema solar se encuentra en Marte y de hecho forma parte de lo que sería este cráter en caso de confirmarse. Otros cuerpos más pequeños tienen cráteres proporcionalmente más grandes, como el cráter Rheasilvia del asteroide Vesta, que ocupa aproximadamente la mitad de su superficie.

Un impacto capaz de crear tal depresión sobre un planeta del tamaño de Marte debería haber tenido otros efectos sobre su entorno, posiblemente detectables aún a día de hoy. Debería haber provocado una nube de escombros que se habría esparcido por el hemisferio sur y que habría rodeado al planeta. Parte habría escapado al espacio interplanetario pero parte debería haber vuelto a caer sobre la superficie de Marte, dejando huella. Se cree que estos escombros habrían tenido la energía y el tamaño suficiente como para crear volcanes, que no han sido observados. El estudio de la forma real de la cuenca Borealis dificulta la presencia de alzamientos en la corteza como el de la región Tharsis. Este alzamiento de origen volcánico habría enterrado la frontera entre las regiones bajas y altas en decenas de kilómetros de basalto. Un estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts y el Jet Propulsion Laboratory consiguieron delimitar mejor la frontera escondida bajo Tharsis utilizando medidas de la intensidad de la gravedad en Marte, estableciendo una región con forma elíptica que podría suponer el límite de esta cuenca Borealis.

Más recientemente ha ganado fuerza la propuesta de que el impacto habría sucedido sobre el hemisferio sur. Este impacto podría haber fundido la corteza del hemisferio sur que, al enfriarse y recristalizar, podría haber formado una corteza más gruesa y menos densa, alzando todo el terreno en el proceso. La presencia de varios volcanes y de “fósiles” de un campo magnético intenso en esta región hablan a favor de este origen. En cualquier caso, el cuerpo que provocara esta dicotomía habría tenido varios cientos de kilómetros de diámetro, muy probablemente entre 500 y 750.

Aunque el impacto de sucesivos cuerpos podría explicar la forma peculiar de la depresión, e considera estadísticamente muy improbable, pues supondría una concentración azarosa de grandes impactos en el hemisferio norte, en vez de una distribución más regular en toda la superficie marciana. Sea cual sea el origen de la dicotomía marciana, la realidad es que está ahí y que el proceso que la provocó debió ser de una magnitud considerable. Futuras misiones a Marte podrán tal vez arrojar más luz sobre esta característica tan impresionante de nuestro vecino planetario.