Megainundações em Marte e na Terra: investigação de mecanismos geradores para um modelo neocatastrófico interplanetário

Abstract

Megainundações são eventos de baixa frequência, da ordem de 104 anos, mas de magnitude gigantesca (> 1 Sverdrup), e deixaram um registro geológico inequívoco. As megainundações são causadas na Terra por vários mecanismos geológicos, como colpaso da barragem de gelo, ruptura da bacia pela erosão da borda, vulcanismo subglacial, entre outros. Em Marte, imagens de sensoriamento remoto fornecem evidências de grandes eventos de inundação em sua superfície. A causa dessas inundações geralmente está associada a erupções de grandes volumes de água subterrânea em regiões de crateras de impacto e terrenos caóticos. Essas feições são marcantes na superfície de Marte e estão ligadas à existência de lagos em crateras e depressões. Com base em uma análise completa de imagens e literatura, a presente pesquisa investiga os prováveis mecanismos envolvidos nas erupções de águas subterrâneas em Marte que levaram à formação de lagos e o mecanismo desencadeador dos eventos de megainundação. Para alcançar isso, foram adquiridas imagens de satélite de alta resolução do banco de dados das missões espaciais da NASA e do Google Earth Pro; crateras de impacto, canais e depressões caóticas foram mapeados; e um modelo teórico de megainundação foi concebido com base na planetologia comparativa. Foram mapeadas quinze crateras de impacto e cinco depressões caóticas, cada uma com pelo menos um canal de escoamento de megafluxo. O mecanismo de flexão litosférica induzida por impactos de meteoritos foi proposto como a causa das erupções de águas subterrâneas dentro das crateras e depressões. O mecanismo de ruptura da bacia pela erosão da borda foi definido como o gatilho desencadeador das megainundações originárias desses paleolagos. O modelo de megainundação consiste na combinação dos dois mecanismos e inclui: (i) estágio pré-impacto, com uma crosta primitiva fraturada e saturada em água em estabilidade antes do período de bombardeamento pesado; (ii) estágio de impacto, formação de cratera e flexura litosférica, onde uma flexura é gerada em profundidade aumentando as pressões litostática e hidrostática e a temperatura das rochas; (iii) estágio de formação de lago de cratera, quando erupções de água subterrênea inundam as crateras e o nível do lago começa a subir; e (iv) estágio de megainundação, quando o lago transborda e a erosão da borda da cratera resulta na ruptura da bacia, liberando um volume de água gigantesco e escavando um canal de megafluxo. Este modelo visa contribuir com o entendimento das causas e efeitos das megainundações em Marte, uma vez que difere dos modelos desenvolvidos para explicar as megainundações terrestres. Além disso, contribui para melhor entender a história hidrológica de Marte. Por isso, este estudo mostra a importância de um modelo alternativo sob uma perspectiva neocatastrófica.

Abstract: Megafloods are low-frequency events, on the order of 104 years, but of gigantic magnitude (> 1 Sverdrup), and have left an unequivocal geological record. Megafloods are caused on Earth by various geological mechanisms, such as ice-dam failure, basin-breach by rim erosion, subglacial volcanism, among others. On Mars, remote sensing images provide evidence of large flooding events on its surface. The cause of these floods is generally associated with outbursts of large volumes of groundwater in impact crater regions and chaotic terrains. These features are prominent on the surface of Mars and are linked to the existence of lakes in craters and depressions. Based on a comprehensive analysis of images and literature, this research investigates the likely mechanisms involved in groundwater outbursts on Mars that led to the formation of lakes and the triggering mechanism of megaflood events. To achieve this, highresolution satellite imagery was acquired from NASA's space mission database and Google Earth Pro; impact craters, channels, and chaotic depressions were mapped; and a theoretical megaflood model was conceived based on comparative planetology. Fifteen impact craters and five chaotic depressions were mapped, each with at least one megaflow channel. The impact-induced lithospheric flexure mechanism was proposed as the cause of groundwater outbursts within the craters and depressions. The basin-breach by rim erosion mechanism was defined as the trigger for the megafloods originating from these paleolakes. The megaflood model consists of a combination of the two mechanisms and includes: (i) the pre-impact stage, with a primitive fractured and water-saturated crust in a stable state before the heavy bombardment period; (ii) the impact, crater formation, and lithospheric flexure stage, where a flexure is generated at depth, increasing lithostatic and hydrostatic pressures and rocks temperature; (iii) the formation of crater lake stage, when outbursts of groundwater infill the craters and the lake level begins to rise; and (iv) the megaflood stage, when the lake overflows and erosion of the crater rim results in the basin breach, releasing a huge volume of water and excavating a megaflow channel. This model aims to contribute to the understanding of the causes and effects of megafloods on Mars, as it differs from models designed to explain terrestrial megafloods. Furthermore, it contributes to a better understanding of Mars? hydrological history. Therefore, this study showcases the importance of an alternative model from a neocatastrophic perspective.