derecha|miniaturadeimagen|Mapa geológico general de MarteP. Zasada (2013) Generalised Geological Map of Mars, 1:140.000.000, Source Link. derecha|miniaturadeimagen|Marte visto por el telescopio espacial Hubble La Geología de Marte es el estudio científico de la superficie, la corteza y el interior del planeta Marte. Hace énfasis en la composición, estructura, historia, y procesos físicos que han conformado el planeta. Es una disciplina análoga a la geología terrestre. En ciencias planetarias, geología es un término utilizado en su sentido más amplio para significar el estudio de las partes sólidas de los planetas y sus lunas. Incorpora aspectos de geofísica, geoquímica, mineralogía, geodesia, y cartografía. Un neologismo, "areología", derivado de la palabra griega Arēs (Marte), a veces aparece como sinónimo para la geología de Marte en los medios de comunicación populares y en los trabajos de ciencia ficción (por ejemplo, en la Trilogía marciana de Kim Stanley Robinson), aunque la palabra es raramente utilizada (por no decir nunca) por geólogos profesionales y científicos planetarios.Quinion, M. (1996). Carr, M.H., USGS, Personal Communication, September 13, 2010.
Mapa geológico de Marte (2014)
Topografía Global de Marte
Composición de Marte
Marte es un planeta diferenciado, de tipo terrestre.
Fisiografía global La mayoría de nuestro conocimiento actual sobre la geología de Marte proviene del estudio de sus accidentes geográficos y de las características del relieve de su corteza observable en las imágenes tomadas por naves espaciales orbitales. Marte tiene en su superficie un gran número de elementos distintivos a gran escala, muestra de los distintos tipos de procesos geológicos que han operado sobre el planeta en diversas eras. En este apartado se describen muchas de las mayores regiones fisiográficas de Marte. En conjunto, estas regiones ilustran procesos geológicos que incluyen el vulcanismo, la tectónica, el agua, el hielo, y los impactos astronómicos que han modelado el planeta a escala global.
Dicotomía entre hemisferios
derecha|miniaturadeimagen|200x200px|Mars Orbital Laser Altimeter (MOLA): mapas altimétricos sombreados en color que muestran las elevaciones en los hemisferios occidental y oriental de Marte. (Izquierda): El hemisferio occidental está dominado por la región de Tharsis (rojo y marrón). Altos volcanes aparecen en blanco. Valles Marineris (en azul) es la mayor depresión. (Derecha): el hemisferio Oriental muestra las Tierras Altas repletas de cráteres (amarillos a rojos) con la cuenca Hellas (púrpura, azul profundo) más abajo. La región de Elysium aparece en el borde superior derecho. Áreas al norte de la frontera de la dicotomía aparecen sombreadas de azules en ambos mapas. Los hemisferios del norte y del sur de Marte son sorprendentemente diferentes el uno del otro en topografía y fisiografía. Esta dicotomía es una característica geológica global fundamental del planeta. En términos sencillos, la parte del norte del planeta es una enorme depresión topográfica: aproximadamente un tercio de la superficie del planeta (mayoritariamente en el hemisferio norte) se halla a una cota de entre 3 y 6km más baja que los otros dos tercios situados en el sur. Esta es una primera característica del relieve marciano que muestra un cierto paralelismo con la diferencia de elevación entre los continentes y las cuencas de los océanos de la Tierra. La dicotomía es también expresable de otras dos maneras: como la diferencia en la densidad de cráteres de impacto y como la diferencia del grosor de la corteza entre los dos hemisferios.
En el hemisferio al sur de la frontera de dicotomía aparecen formaciones muy antiguas (a menudo denominadas "tierras altas del sur" o "uplands" en inglés) con numerosísimos cráteres, caracterizadas por superficies abruptas anteriores al periodo de bombardeo de aerolitos intensivo. En contraste, las tierras bajas situadas al norte de la frontera de dicotomía presentan pocos cráteres grandes, su suelo es muy liso, y muestran otros tipos de elementos geomorfológicos que indican que han ocurrido extensos procesos de regeneración de su superficie desde que se formaron las tierras altas del sur. La tercera distinción entre los dos hemisferios es el grosor de la corteza. Datos topográficos y gravimétricos indican que la corteza en las tierras altas del sur tiene un grosor máximo de aproximadamente 58 km, mientras que en las "cumbres" del lado norte apenas alcanza los 32 km de grosor. La ubicación de la frontera de dicotomía varía en latitud a través de Marte y depende de cuál de las tres expresiones físicas de la dicotomía se esté considerando.
El origen y edad de la dicotomía hemisférica es todavía objeto de debate. Las hipótesis acerca de su origen generalmente se pueden agrupar en dos categorías: en una de ellas, la dicotomía fue producida por un mega-acontecimiento de impacto o varios impactos grandes muy antiguos en la historia del planeta (teorías exogénicas); en la otra, la dicotomía fue producida por el adelgazamiento de la corteza del hemisferio norte provocado por la convección del manto, vuelco, u otros procesos químicos y térmicos en el interior del planeta (teorías endogénicas). Un modelo endogénico propone un episodio temprano de tectónica de placas que produjo una costra más delgada en el del norte, similar a lo que está ocurriendo en los límites de las placas tectónicas en expansión de la Tierra. Cualquiera que sea su origen, la dicotomía de Marte parece ser extremadamente antigua. Una nueva teoría basada en un Impacto Gigante en el Polo Sur, validada por el descubrimiento de doce alineaciones hemisféricas muestra que las teorías exogénicas parecen ser más consistentes que las endogénicas, y que las placas de Marte nunca han tenido una actividad tectónica capaz de originar la dicotomía. Los altímetros láser y los radares de las naves orbitales han identificado un gran número de cuencas, estructuras difícilmente discernibles en las imágenes convencionales. Denominadas "quasi-depresiones circulares", estas estructuras probablemente representan cráteres de impacto relictos del periodo de bombardeo intensivo, posteriormente recubiertos por acumulaciones de depósitos más recientes. El estudio de estas "quasi-depresiones circulares" sugiere que la superficie subyacente en el hemisferio norte es al menos tan vieja como la corteza más antigua expuesta en las tierras altas del sur. La antigüedad de la dicotomía supone una restricción significativa en las teorías acerca de su origen.
Regiones volcánicas de Tharsis y Elysium La zona transfronteriza de la dicotomía en el hemisferio occidental de Marte incluye una extensión de vulcanismo masivo en el área tectónica conocida como región de Tharsis o también como protuberancia de Tharsis. Esta inmensa estructura elevada tiene miles de kilómetros de diámetro y cubre hasta un 25 % de la superficie del planeta. Promediando entre 7 y 10km por encima de la cota cero de referencia (denominada en geodesia "datum", algo así como el "nivel del mar" marciano), Tharsis contiene las elevaciones más altas del planeta y el mayor volcán conocido en todo el sistema solar. Tres enormes volcanes, Ascraeus Mons, Pavonis Mons, y Arsia Mons (el conjunto se denomina Tharsis Montes), están alineados en un eje NE-SO a lo largo de la cresta de la protuberancia. El enorme Alba Mons (anteriormente Alba Patera) ocupa la parte del norte de la región. El gigantesco volcán en escudo, el conocido Olympus Mons se halla en un lugar prominente, en el borde occidental de la región. El carácter extremamente masivo del área de Tharsis provoca enormes tensiones en la litosfera del planeta. Como resultado, inmensas fracturas de gran extensión (fosas tectónicas y valles de rift) parten radialmente desde Tharsis, extendiéndose hasta alcanzar prácticamente la mitad del planeta.Carr, M.H (2007).
Una zona volcánica más pequeña que se halla varios millares de kilómetros al oeste de Tharsis es Elysium. Con aproximadamente 2000 kilómetros en diámetro, consta de tres volcanes principales: Elysium Mons, Hecates Tholus, y Albor Tholus. El grupo de volcanes de Elysium es un poco distinto del de Tharsis, formaciones estas últimas en las que están implicadas lavas y piroclastos.
Grandes cuencas de impacto Muchos impactos enormes, con forma de cuencas circulares, aparecen sobre la superficie de Marte. El más grande es fácilmente visible: se trata de Hellas, una cuenca localizada en el hemisferio sur. Es el segundo mayor impacto confirmado sobre la estructura del planeta, centrado sobre las coordenadas 64°E de longitud y 40°S de latitud. La parte central de la cuenca (Hellas Planitia) tiene 1800km de diámetro y está rodeada de un ancho brocal anular muy erosionado, caracterizado por sus irregulares y abruptas montañas estrechamente apiñadas en macizos, que probablemente representan viejos bloques de la antigua corteza de la cuenca fracturados, rotados y desplazados.Boyce, J.M. (2008) The Smithsonian Book of Mars; Konecky&Konecky: Old Saybrook, CT, p. 13.Carr, M.H.; Saunders, R.S.; Strom R.G. (1984). (Véanse los Anseris Mons, por ejemplo). Antiguos relieves volcánicos de baja altura se localizan en las secciones nororiental y suroccidental del brocal. El fondo de la cuenca contiene gruesos depósitos sedimentarios, estructuralmente complejos tras una larga historia geológica de deposiciones, erosión, y deformaciones internas. Las zonas más bajas del planeta están localizadas dentro de la cuenca Hellas, con algunas áreas 8km por debajo de la cota de referencia cero.
Otras dos grandes estructuras de impacto son las cuencas Argyre e Isidis. Al igual que Hellas, Argyre (con 800km en diámetro) está localizado en las tierras altas del sur, y aparece rodeado por un ancho anillo de montañas. Las montañas en la porción sur del brocal, Charitum Montes, pueden haber sido erosionadas por efecto del hielo y los glaciares en algún momento de la historia de Marte. Por su parte, la cuenca Isidis (con aproximadamente 1000km de diámetro) se halla sobre la frontera de dicotomía, en los 87°E de longitud. La porción nororiental del brocal de la cuenca ha sido erosionada y actualmente aparece enterrada por depósitos de las llanuras del norte, dando a la cuenca la forma de un esbozo semicircular. El sector noroccidental del brocal de la cuenca está caracterizado por una fosa arqueada (Nili Fossae) paralela al perímetro de la cuenca. Otra gran cuenca más, Utopía, está completamente enterrada por depósitos de las llanuras del norte. Su configuración solo es claramente discernible mediante datos de altimetría. Todo estas grandes cuencas sobre la superficie de Marte son extremadamente antiguas, datadas con anterioridad al bombardeo intensivo de aerolitos. Se supone que pueden ser comparables en edad a las cuencas del Mare Imbrium y del Mare Orientale en la Luna.
Sistema de cañones ecuatoriales izquierda|miniaturadeimagen|Imagen del Orbitador Viking 1 del Valles Marineris.