En busca de agua: explorando superficies planetarias
Un equipo internacional resuelve el misterio de las grietas en la superficie de los planetas
Un equipo internacional que utiliza un modelo matemático desarrollado por investigadores de la Universidad Tecnológica y Economía de Budapest (BME) ha resuelto el misterio de cómo se pueden formar grietas en la superficie de los planetas. El nuevo modelo podría ayudar a identificar áreas donde puede haber existido agua, la Red de Investigación Hungaria Hun-Ren y BME revelaron en un lanzamiento conjunto.
Los planetas a menudo están cubiertos por conchas delgadas y agrietadas. Investigadores del Grupo de Investigación de Morfodinámica de Hun-Ren-Bme y la Universidad de Pensilvania han desarrollado un modelo para describir la evolución de estas redes de crack a lo largo del tiempo. Los resultados fueron publicados el martes en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
El estudio se basa en un modelo matemático que puede reconstruir aproximadamente toda la evolución del patrón de grietas basado en una sola fotografía de él.
El modelo, el primero de su tipo aplicado a otros patrones de superficie planetaria, fue desarrollado por investigadores húngaros utilizando un estudio anterior que realizaron con Péter Bálint, director del Instituto de Matemáticas BME.
La entrada al modelo es una de las características más básicas del patrón en la fotografía: la geometría de los nodos. Los cálculos analíticos y numéricos sobre el modelo han permitido a los investigadores identificar tres tipos principales de patrones de grietas basados en esta característica:
Como describieron, los patrones de grietas jerárquicas están dominados por nodos irregulares en forma de T: estos son sistemas donde las grietas se generan secuencialmente y se forman nuevas grietas a lo largo de las existentes. Los ejemplos incluyen grietas en las superficies de secado de la Tierra y las superficies fracturadas de Venus.
Los patrones de fractura de expansión y contracción cíclica están dominados por nodos en forma de Y. Estos patrones se forman cuando el material de la superficie sufre cambios de volumen repetidos, por ejemplo, en presencia de agua. Tales son las grietas en ciertas áreas de Marte, potencialmente formadas por el agua.
Las grietas afectadas por el hielo están dominadas por nodos en forma de X. En superficies cubiertas por hielo, como Europa, nuevas grietas que se forman con el tiempo a menudo se cruzan más antiguas. Esto sucede porque la congelación del hielo «cura» las grietas, permitiendo que se formen nuevos patrones.
Los investigadores húngaros y estadounidenses dicen que analizar la geometría de las grietas puede ayudar a identificar áreas en la superficie del planeta donde el agua puede haber existido una vez o actualmente existe.
Por ejemplo, en el caso de Marte, las redes de crack hexagonales sugieren que el movimiento regular del agua puede haber ocurrido en el pasado. En Europa, las grietas transversales respaldan la hipótesis de que puede haber un océano líquido debajo del estante de hielo, que podría proporcionar un ambiente favorable para la vida.
El nuevo modelo permitirá que los métodos de análisis de imágenes se utilicen para asignar sistemáticamente las redes de crack, permitiendo a los geólogos sacar conclusiones significativas del enorme conjunto de datos en poco tiempo.
“Así como la fotografía de un artista puede contener una historia completa, podemos inferir el pasado y el futuro de un patrón de los promedios combinatorios medidos en su estado actual. Estos patrones evolucionan de acuerdo con las reglas universales, y el modelo puede ser parametrizado de acuerdo con el material y el medio ambiente «, explicó Gábor Domokos, profesor del Departamento de Morfología y Modelado Geométrico en la Facultad de Arquitectura de BME y Jefe de la Investigación Morfodinámica de Hun-Ren-Bme.
Los resultados del estudio proporcionan una nueva herramienta para la ciencia planetaria.
«El análisis de los patrones de grietas puede ayudarnos en el futuro a estudiar la superficie de los cuerpos celestes desde los que hay imágenes satelitales disponibles. Podría ayudar a identificar sitios donde el agua puede haber jugado un papel importante en la formación de la morfología de la superficie y, por lo tanto, puede haber proporcionado las condiciones de por vida».
El lanzamiento cita al líder del equipo de investigación húngara.
Según Krisztina Regős, otro autor húngaro del estudio, el siguiente paso podría ser la automatización de métodos, como el desarrollo de sistemas de análisis de imágenes basados en inteligencia artificial, que permitiría una identificación más precisa y eficiente de las redes de grietas en las imágenes espaciales.
