El papel de la gravedad en los ríos de un planeta

Últimamente se está hablando mucho de la cantidad de agua líquida en otros cuerpos, como en Marte (en el pasado) o en los satélites como Europa, Ganímedes, y muchos mas.

Vamos a focalizarnos en Marte, hace muchos millones de años, cuando había agua líquida en su superficie. Y nos vamos a hacer la pregunta: ¿los ríos corrían igual que en la Tierra? ¿Los deltas de los ríos se formaban de igual manera?

 Los deltas de los ríos

Los deltas se forman cuando un río desemboca en una masa de agua estancada. Cuando la corriente se frena, los sedimentos arrastrados por el río se asientan y forman el delta.

 

En la Tierra existen numerosos deltas activos donde los ríos confluyen con lagos, mares y océanos. En la parte izquierda de las imágenes 1, 2, 3 y 4 se pueden ver ejemplos de deltas terrestres.

En Marte, observamos muchos restos de antiguos deltas que ya no están activos (mostrados en la parte derecha de las imágenes 1, 2, 3 y 4), como el delta del cráter Jezero que explora actualmente el rover Perseverance. Los depósitos de sedimentos que se conservan en estos deltas marcianos proporcionan información valiosa sobre procesos pasados en la superficie del planeta y sobre la presencia de agua líquida.

Para comprender mejor estos accidentes geográficos en Marte, nos basamos en los conocimientos adquiridos en los sistemas de deltas activos en la Tierra.

 La influencia de la gravedad en la formación de un delta

Sin embargo, ¿es justo hacerlo cuando la gravedad en Marte es mucho menor? ¿Cómo afecta la gravedad al transporte de sedimentos y a la morfología de los deltas?

Debido a la menor fuerza gravitatoria, las velocidades de flujo del agua y las tensiones de cizallamiento o tensiones tangenciales, del lecho en Marte son menores, si se considera la misma morfología de canal.

Podemos ver el efecto de cizalla colocando ambas manos juntas por las palmas y mover una mano respecto a la otra.

A pesar de la menor fuerza de flujo, los sedimentos en Marte se movilizan y transportan más fácilmente. Los granos más grandes son recogidos y transportados en suspensión, dada la morfología equivalente del canal y la descarga del río. Además, la sedimentación es más lenta en Marte. Además, se descubrió que la gravedad influye más en los sedimentos en suspensión que en los transportados por el lecho del río.

En consecuencia, hay más transporte en suspensión en Marte, lo que resulta en una mayor tasa de transporte total y un efecto de la gravedad que varía con el tamaño del grano. Por tanto, es probable que la gravedad afecte a la morfología de las formas fluviales, incluidos los deltas.

Juguemos con los modelos de ordenador

Cuando comparamos un delta en Marte con un delta en la Tierra utilizando un modelo 2D-horizontal en un ordenador, podemos observar el efecto de la gravedad en la morfología de los deltas. Se utilizó dos escenarios modelo con condiciones idénticas, excepto la gravedad, para analizar las diferencias.

En la Imagen 5, es evidente que el delta formado bajo la gravedad de Marte ha crecido significativamente en el mismo periodo de tiempo en comparación con el delta bajo la gravedad de la Tierra. Además, se observan variaciones en el número de canales, su tamaño, dinámica y red de canales.

Delta en la Tierra versus Delta en Marte

Nos quedamos con la sorpresa, ¿si? ¿sorpresa? de encontrar muchos deltas de ríos en Marte, todos creados hace muchos millones de años cuando el agua líquida corría por la superficie de Marte.

Luego vemos que las formas son muy similares y podemos comparar deltas de ríos en la Tierra con deltas de ríos en Marte.

Y, si finalmente, comparamos los detalles de las formaciones de los deltas, tensiones de cizalla (tangenciales) en los cauces, tamaño de los granos de material que puede arrastrar el agua, sedimentos,  vemos que lo que mas afecta es la gravedad del planeta.

Cuando simulamos en un ordenador, cómo se forma un delta en la Tierra y uno en Marte, en las mismas condiciones, con los mismos parámetros, la gravedad del planeta afecta en que el delta marciano es significativamente mayor.