El origen de las estrías de Fobos

El cráter Stickney, en Fobos, visto por la Mars Reconnaissance Orbiter en 2008. Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Fobos es el satélite más cercano a Marte y destaca por la presencia de estrías en su superficie. Es algo que resulta sorprendente porque no está presente en Deimos, el otro satélite de Marte. Sin embargo, su origen nunca ha estado completamente claro. Un nuevo estudio plantea una alternativa…

Las estrías de Fobos se deben a su interior

Fobos es un satélite de apenas 22 kilómetros de diámetro. Junto a Deimos, son los dos únicos satélites naturales de Marte. Lo más llamativo es que, en su superficie, se pueden observar largas líneas paralelas, que recuerdan a estrías. Son una característica exclusiva del satélite, ya que no aparecen en Deimos. Ahora, un grupo de investigadores ha publicado un estudio que supone un paso importante para poder resolver el enigma de su existencia. Lo que plantean es que, en realidad, las estrías de Fobos son una expresión en la superficie de lo que sucede en el interior.

Fobos. Crédito: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona

Bajo la superficie del satélite, explican, hay cañones ocultos. Son, en realidad, las primeras señales de que el satélite está comenzando a descomponerse debido a la fuerza de marea, cada vez más intensa, de Marte. Al margen del aspecto de su superficie, es el otro factor por el que destaca. Fobos orbita a solo 6000 kilómetros de Marte. Por lo que la interacción gravitacional con el planeta rojo está provocando que su órbita se precipite a un ritmo de 2 metros cada 100 años. Marte lo está atrayendo poco a poco a su superficie.

Así, se espera que colisione con el planeta en unos cuarenta millones de años. En la escala cósmica, se trata de poco tiempo. Esto es lo que ha llevado a los investigadores a sugerir que esas fisuras en la superficie son estrías producidas por la propia actividad tectónica del satélite. Sin embargo, ha sido casi imposible demostrar que sea así. Para que fuese una explicación plausible, Fobos debería tener una capa exterior más robusta, que se fragmentaría por los cambios en su interior. Pero el satélite tiene una porosidad de, como poco, un 40%.

Fobos no es especialmente sólido

Dicho de otra manera, es demasiado débil como para poder sostener una red de grandes grietas, incluso con una gravedad mucho más baja que la de la Tierra. Los investigadores han recurrido a las simulaciones por ordenador más detalladas, de este problema, que se han realizado hasta la fecha. Así, han estudiado una idea intrigante. Que en la superficie haya una capa de polvo muy suelto, reposando sobre una subcapa algo más sólida, pero suficientemente débil como para poder sufrir grietas profundas. Así, ese polvo superficial se filtraría en esas grietas.

Es la primera vez, según cuentan los investigadores, que se utilizan millones de partículas para modelar el estiramiento y encogimiento del regolito de Fobos, que experimenta una evolución por la interacción gravitacional. Esto les permite comparar lo que muestra el modelo con la superficie del satélite. Los resultados obtenidos encajan muy bien con las observaciones. Por lo que, si se extiende al pasado, ayudaría a entender mejor la infancia de Marte. Si se extiende al futuro, debería predecir cómo evolucionará Fobos en su camino a Marte.

Los investigadores han simulados los primeros 150 metros desde la superficie de Fobos al interior. Lo han representados como dos montones rectangulares con unos 3 millones de granos. Los primeros cincuenta metros están muy sueltos, mientras que a más profundidad hay algo más de solidez. Lo que observan es que las estructuras surgidas, como resultado de estas condiciones, son muy parecidas en tamaño, separación y orientación, a muchas de las estrías que se observan en las latitudes medias del satélite. Si bien no todas las estrías se formarían por este mecanismo.

Fobos y sus estrías serán estudiados en esta misma década

En el caso de aquellas que sí se forman por este mecanismo, las simulaciones permiten entender el proceso. A medida que aumenta la interacción gravitacional, se abren nuevas fisuras estrechas, y paralelas, en el sustrato. Esto permite que el material más débil, en la superficie, se filtre hacia el interior. El proceso se desarrolla a lo largo de decenas de millones de años. Para formar esas estrías paralelas, el modelo requiere una subcapa con una cohesión de, al menos, un kilopascal. Aproximadamente el mismo que el de la arena mojada en una playa.

Imagen de Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La misión Martian Moons eXploration, de Japón, se lanzará a mediados de la década de 2020. Llevará un aterrizador, un róver y una recogida de muestras. Permitirá entender mucho mejor la naturaleza de Fobos. El satélite debería desintegrarse en unos entre 20 y 40 millones de años. Podría estrellarse contra su superficie o formar un anillo a su alrededor. En este último caso, Marte sería el planeta más brillante en el firmamento terrestre. Este nuevo estudio plantea que esa desintegración ya está en marcha. Sus estrías, y los cañones bajo la superficie, son las primeras señales.

Según el modelo, Fobos estaría por tanto en sus últimos compases (en la escala astronómica). Lo interesante es que, desde el punto de vista de la exploración, esas cavernas, bajo su superficie, ofrecen oportunidades de exploración. Se podría instalar equipo y protegerlo de la dureza del espacio, mientras se estudia Marte en su conjunto. Además, la apertura de esas fracturas provocará movimientos sísmicos en el satélite. Sería una oportunidad magnífica para estudiarlo y comprender mejor cómo se formó Fobos. No todo son malas noticias…

Estudio

El estudio es B. Cheng, E. Asphaug, R. Ballouz et al.; «Numerical Simulations of Drainage Grooves in Response to Extensional Fracturing: Testing the Phobos Groove Formation Model». Publicado en la revista The Planetary Science Journal el 4 de noviembre de 2022. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Phys

Alex Riveiro: Divulgador científico. Autor de "Hacia las estrellas: una breve guía del universo", "Más allá de las estrellas: ¿estamos solos en el universo?" y la saga de ciencia ficción "Ecos de un futuro distante". Colaborador en eltiempo.es y Otros Mundos. También en Twitter, YouTube, Twitch e iVoox.
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