Areografía

En la Tierra, el nivel de referencia de elevación cero se basa en el nivel del mar (el geoide ). Dado que Marte no tiene océanos y, por lo tanto, no tiene "nivel del mar", resulta conveniente definir un nivel de elevación cero arbitrario o "nivel de referencia vertical " para cartografiar la superficie, denominado areoide . ^{[ 11 ]}

El dato de referencia para Marte se definió inicialmente en términos de una presión atmosférica constante. Desde la misión Mariner 9 hasta 2001, se eligió este valor como 610,5 Pa (6,105 mbar), basándose en que por debajo de esta presión el agua líquida nunca puede ser estable (es decir, el punto triple del agua se encuentra a esta presión). Este valor representa solo el 0,6 % de la presión al nivel del mar en la Tierra. Cabe señalar que la elección de este valor no implica que exista agua líquida por debajo de esta altitud, sino que podría existir si la temperatura superara los 273,16 K (0,01 °C, 32,018 °F). ^{[ 12 ]}

En 2001, los datos del altímetro láser del orbitador de Marte llevaron a una nueva convención de elevación cero definida como la superficie equipotencial (gravitacional más rotacional) cuyo valor promedio en el ecuador es igual al radio medio del planeta. ^{[ 13 ]}

El origen de la latitud es el ecuador medio de Marte, definido perpendicularmente a su eje medio de rotación, eliminando las oscilaciones periódicas. ^{[ 14 ]}

El ecuador de Marte se define por su rotación, pero la ubicación de su meridiano principal se especificó, al igual que la de la Tierra, mediante la elección de un punto arbitrario que los observadores posteriores aceptaron. Los astrónomos alemanes Wilhelm Beer y Johann Heinrich Mädler seleccionaron una pequeña formación circular en el Sinus Meridiani («Bahía Media» o «Bahía Meridiana») como punto de referencia cuando elaboraron el primer mapa sistemático de las características de Marte entre 1830 y 1832. En 1877, su elección fue adoptada como meridiano principal por el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli cuando comenzó a trabajar en sus notables mapas de Marte. En 1909, los creadores de efemérides decidieron que era más importante mantener la continuidad de las efemérides como guía para las observaciones y esta definición fue «prácticamente abandonada». ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Después de que la sonda Mariner proporcionara imágenes extensas de Marte, en 1972 el  Grupo de Geodesia/Cartografía de Mariner 9 propuso que el meridiano principal pasara por el centro de un pequeño  cráter de 500 m de diámetro, llamado Airy-0 , ubicado en Sinus Meridiani a lo largo de la línea meridiana de Beer y Mädler, definiendo así  la longitud de 0,0° con una precisión de 0,001°. ^{[ 15 ]} Este modelo utilizó la red de puntos de control planetográficos desarrollada por Merton Davies de la RAND Corporation . ^{[ 17 ]}

A medida que las técnicas radiométricas aumentaron la precisión con la que se podían localizar objetos en la superficie de Marte,  se consideró que el centro de un cráter circular de 500 m era insuficientemente preciso para realizar mediciones exactas. Por lo tanto, el Grupo de Trabajo de la IAU sobre Coordenadas Cartográficas y Elementos Rotacionales recomendó establecer la longitud del módulo de aterrizaje Viking  1 —para el cual existían amplios datos de seguimiento radiométrico— como la longitud estándar de 47,95137°  oeste. Esta definición mantiene la posición del centro de Airy-0 en 0°  de longitud, dentro de la tolerancia de las incertidumbres cartográficas actuales. ^{[ 18 ]}

Quienes observen la topografía marciana notarán una dicotomía entre los hemisferios norte y sur. La mayor parte del hemisferio norte es plana, con pocos cráteres de impacto, y se encuentra por debajo del nivel convencional de "elevación cero". En contraste, el hemisferio sur está formado por montañas y tierras altas, en su mayoría muy por encima de la elevación cero. La diferencia de altitud entre ambos hemisferios oscila entre 1 y 3  km. La frontera que separa estas dos áreas resulta de gran interés para los geólogos.

Una característica distintiva es el terreno escarpado . ^{[ 20 ]} Contiene mesetas, lomas y valles de fondo plano con paredes de aproximadamente una milla de altura. Alrededor de muchas de las mesetas y lomas hay llanuras de detritos lobuladas que se ha demostrado que son glaciares cubiertos de roca. ^{[ 21 ]}

Otras características interesantes son los grandes valles fluviales y los canales de desagüe que atraviesan la dicotomía. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

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  Un cráter de impacto reciente en Marte 3°42′N 53°24′E / 3.7°N 53.4°E / 3.7; 53.4 , noviembre de 2013
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  Terreno accidentado del lago Ismenius que muestra valles de fondo plano y acantilados. Fotografía tomada con la cámara orbital de Marte (MOC) a bordo de la sonda Mars Global Surveyor .
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  Ampliación de la fotografía de la izquierda que muestra el acantilado. Fotografía tomada con la cámara de alta resolución de la sonda Mars Global Surveyor (MGS).
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  Vista de un manto de escombros lobulado a lo largo de una pendiente. Imagen ubicada en el cuadrángulo de Arcadia .
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  Lugar donde comienza un manto de detritos lobulado. Nótense las franjas que indican movimiento. Imagen ubicada en el cuadrángulo de Ismenius Lacus .

Las tierras bajas del norte comprenden aproximadamente un tercio de la superficie de Marte y son relativamente planas, con cráteres de impacto ocasionales. Los otros dos tercios de la superficie marciana son las tierras altas del sur. La diferencia de elevación entre los hemisferios es dramática. Debido a la densidad de cráteres de impacto, los científicos creen que el hemisferio sur es mucho más antiguo que las llanuras del norte. ^{[ 25 ]} Gran parte de las tierras altas del sur, densamente craterizadas, datan del período de intenso bombardeo, el Noeico .

Se han propuesto varias hipótesis para explicar las diferencias. Las tres más aceptadas son un único megaimpacto, múltiples impactos y procesos endógenos como la convección del manto. ^{[ 22 ]} Ambas hipótesis relacionadas con impactos implican procesos que podrían haber ocurrido antes del final del bombardeo primordial, lo que sugiere que la dicotomía cortical tiene su origen en las primeras etapas de la historia de Marte.

La hipótesis del gran impacto, propuesta originalmente a principios de la década de 1980, fue recibida con escepticismo debido a la forma no radial (elíptica) del área de impacto, donde un patrón circular proporcionaría un mayor respaldo al impacto de uno o más objetos de mayor tamaño. Sin embargo, un estudio de 2008 ^{[ 26 ]} aportó investigaciones adicionales que respaldan un único impacto gigante. Utilizando datos geológicos, los investigadores encontraron evidencia que apoya el impacto de un solo objeto grande que impactó Marte con un ángulo aproximado de 45 grados. Evidencia adicional, analizando la química de las rocas marcianas para detectar el ascenso de material del manto posterior al impacto, respaldaría aún más la teoría del gran impacto.

Aunque se les recuerda mejor por cartografiar la Luna a partir de 1830, Johann Heinrich Mädler y Wilhelm Beer fueron los primeros "areógrafos". Comenzaron por establecer de una vez por todas que la mayoría de las características de la superficie eran permanentes y determinaron el período de rotación de Marte. En 1840, Mädler combinó diez años de observaciones y dibujó el primer mapa de Marte jamás realizado. En lugar de dar nombres a las distintas marcas que cartografiaron, Beer y Mädler simplemente las designaron con letras; así, la Bahía Meridiana (Sinus Meridiani) fue la característica "a".

Durante los siguientes veinte años, a medida que los instrumentos mejoraban y aumentaba el número de observadores, diversas formaciones marcianas adquirieron una mezcla heterogénea de nombres. Por ejemplo, Solis Lacus era conocida como el "Oculus" (el Ojo), y Syrtis Major solía llamarse el "Mar del Reloj de Arena" o el "Escorpión". En 1858, el astrónomo jesuita Angelo Secchi la bautizó como el "Canal Atlántico" . Secchi comentó que "parece desempeñar el papel del Atlántico que, en la Tierra, separa el Viejo Continente del Nuevo"; esta fue la primera vez que el fatídico término " canale ", que en italiano puede significar tanto "canal" como "canal", se aplicó a Marte.

En 1867, Richard Anthony Proctor dibujó un mapa de Marte. Se basó, de forma algo rudimentaria, en los dibujos anteriores del reverendo William Rutter Dawes de 1865, que hasta entonces eran los mejores disponibles. Proctor explicó su sistema de nomenclatura diciendo: «He aplicado a las diferentes características los nombres de aquellos observadores que han estudiado las peculiaridades físicas que presenta Marte». Aquí se muestran algunos de sus nombres, junto con los que Schiaparelli utilizó posteriormente en su mapa marciano creado entre 1877 y 1886. ^{[ 27 ]} Los nombres de Schiaparelli fueron generalmente adoptados y son los que se utilizan actualmente:

La nomenclatura de Proctor ha sido criticada con frecuencia, principalmente porque muchos de sus nombres honraban a astrónomos ingleses, pero también porque repitió muchos nombres. En particular, Dawes apareció nada menos que seis veces (Dawes Ocean, Dawes Continent, Dawes Sea, Dawes Strait, Dawes Isle y Dawes Biked Bay). Aun así, los nombres de Proctor no carecen de encanto y, a pesar de sus limitaciones, sentaron las bases sobre las que los astrónomos posteriores perfeccionarían sus nombres.

Nombres informales cerca del lugar de aterrizaje de Curiosity en contraste con el cráter oficial de Herschel.

Actualmente, los nombres de las formaciones marcianas provienen de diversas fuentes, pero los de las más grandes derivan principalmente de los mapas de Marte elaborados en 1886 por el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli . Schiaparelli nombró las formaciones más grandes de Marte utilizando principalmente nombres de la mitología griega y, en menor medida, de la Biblia . Las grandes formaciones de albedo de Marte conservan muchos de los nombres antiguos, pero a menudo se actualizan para reflejar los nuevos conocimientos sobre su naturaleza. Por ejemplo, «Nix Olympica» (las nieves del Olimpo) se ha convertido en Olympus Mons (Monte Olimpo).

Los cráteres marcianos de mayor tamaño reciben nombres de científicos importantes y escritores de ciencia ficción; los más pequeños, nombres de pueblos y aldeas de la Tierra.

Las distintas formaciones geológicas estudiadas por los vehículos exploradores de Marte reciben nombres o apodos temporales para identificarlas durante su exploración e investigación. Sin embargo, se espera que la Unión Astronómica Internacional haga permanentes los nombres de ciertas formaciones importantes, como las Colinas Columbia , que recibieron su nombre en honor a los siete astronautas que fallecieron en el desastre del transbordador espacial Columbia .