Génesis de las Dunas de Yeso Terrestres: Implicaciones en el Estudio de las Dunas de Yeso de Marte (Olympia Undae)

Ya hemos hablado en otros post de las singulares dunas de yeso de Cuantroicénegas, que también se extienden por el sur de EE.UU., en ambientes similares. En el Planeta Rojo, es decir en Marte, tales sistemas de cordones dunares, aunque raros, acaecen en la región denominada Olympia Undae. Recientemente, se ha publicado en la revista Geomorphology, un interesante artículo articulo sobre este tema. Se trata de estudiar la génesis de estos sistemas en la Tierra e inferir como se pudieron formar en Marte. De acuerdo a los autores, en ambos casos, su génesis acaece en un ambiente más húmedo que lo que suele ser normal para otras formaciones similares, pero constituidas por partículas más estables, como el cuarzo. El artículo constata que en La Tierra, estas estructuras geomorfológicas debieron comenzar a originarse hace unos 7.000 años, siendo su fácil estabilización producto de la rápida cementación de los materiales de yeso, humectados por aguas superficiales someras o subterráneas a escasa profundidad. Como nos comentaron en nuestra visita a Cuatrociénegas, la desecación de lagos someros durante las estaciones secas induce a que las partículas de yeso sean arrastradas por los vientos hasta los lugares en donde se forman los cordones. Así pues, se trata de un proceso eólico de tipo subhúmedo, que no árido, como es usual. Abajo os muestro el resumen de la mentada publicación, primero en inglés y luego en español castellano, párrafo por párrafo. Al parecer los datos de estas formaciones terrestres ayudan a explicar como se originaron las marcianas.

Juan José Ibáñez

Dunas de Yeso Marte( Olympia Undae). Foto NASA

Dunas de Yeso en Marte  (Olympia Undae). Fuente: Nasa

Origin of terrestrial gypsum dunes—Implications for Martian gypsum-rich dunes of Olympia Undae

Fuente: Geomorphologhy Anna Szynkiewicz et al. 2009

Abstract-Resumen

The Estancia, White Sands, Guadalupe and Cuatrociénegas Dune Fields are among the largest known aeolian gypsum sand-dune accumulations on Earth and occupy closed-drainage basins within the Rio Grande Rift. High sedimentation rates of lacustrine gypsum occur in topographic depressions within the closed basins. The gypsum accumulations result from long-term, complex, interaction between tectonism, climate, and a hydrologic cycle that involves geochemical recycling of sulfur from older sedimentary rocks flanking and underlying the basins. Gypsum precipitation in lacustrine environments is strongly controlled by local groundwater/bedrock interaction. The ranges of δ34S values (per mil, vs. VCDT) for gypsum sand in the White Sands Dune Field (12.1 to 13.9‰), Guadalupe Dune Field (10.2 to 12.5‰) and Cuatrociénegas Dune Field (14.6 to 15.9‰) indicate that the main sources of dissolved sulfate are evaporite strata of Lower Permian, Middle Permian and Cretaceous ages, respectively. A spatial increase of δ34S values across the White Sands Dune Field, in the direction of prevailing winds, matches well with a stratigraphically upward increase of δ34S values recorded in Lake Otero (an ancient lake in the basin) strata. This finding supports previous suggestions that White Sands Dune Field evolved as a result of the step-wise deflation of previously stored sediments in Lake Otero.


La Estancia, White Sands, Guadalupe y Cuatrociénegas se encuentran algunos de los más extensos sistemas de cordones dunares yesíferos de origen eólico en la Tierra, ocupando las cuencas de drenaje endorreicas (cerradas o sin salida al mar) en el Rift del Río Grande. Las elevadas tasas de sedimentación de yeso lacustres acaecen en las depresiones topográficas de estas cuencas. La acumulación de yeso a largo plazo es el resultado de complejas interacciones entre tectonismo, el clima y ciclo hidrológico que implica el reciclaje geoquímico de azufre de las rocas sedimentarias antiguas que flanquean y conforman el piso de esta cuenca. La precipitación de yeso en ambientes lacustres está fuertemente controlada por la interacción entre las aguas subterráneas locales y las rocas. Los rangos de valores δ34S (por mil, vs. a VCDT) para la arena gipsífera en el campo de dunas de White Sands (Arenas Blancas) (12,1 a 13,9 ‰), Guadalupe (10,2 a 12,5 ‰) y Cuatrociénegas (14,6 a 15,9 ‰) indican que de las principales fuentes de sulfato disueltos proceden de estratos de evaporitas del Pérmico Inferior, Medio y Cretácico, respectivamente. Un incremento espacial de los valores δ34S en la dirección de los vientos dominantes se ajusta adecuadamente a los datos estratigráficos registrados en el Lago Otero (un antiguo lago de la cuenca). Este hallazgo apoya la sugerencia anterior de que el campo de Dunas de White Sands evolucionó como resultado de la etapa de deflación de los sedimentos previamente almacenados en el lago aludido.

Estabilización de de las dunas de Yeso por la vegetación (Cuatrociénegas, México)

Dunas de Cuatrociénegas (México). Foto: Juan José Ibáñez

The modern gypsum dune fields are primarily wet eolian systems in which dune accumulation is controlled by a near-surface groundwater table, which promotes early cementation of the dune accumulations. Early cementation in the interdune surfaces and, to a lesser degree, on the dune surfaces reduces the amount of sand available for transport and slows rates of dune migration. Based on an average migration rate of 2 m/year, the time needed for a dune at White Sands to migrate the downwind distance of the dune field is approximately 6500 years, which matches well with other estimates of the initiation of the dune field at approximately 7000 years ago and indicates that White Sands likely evolved as a wet aeolian system.

Los campos de dunas de yeso son modernos sistemas eólicos que se desarrollan bajo clima húmedo (o al menos sin aridez acusada) en los que tal acumulación es controlada por una capa de agua subterránea cercana a la superficie, la cual promueve la temprana cementación del material dunar. Al comienzo de de cementación, en los espacios interdunares y, en menor grado, sobre ellas reduce la cantidad de arena disponible para ser transportada, ralentizando las tasas de migración de las dunas. Basado en una tasa de emigración promedio de 2 m/año, el tiempo necesario con vistas a que una duna en White Sands emigre a una cierta distancia resulta ser de aproximadamente 6500 años. Esta cifra coincide también con otras estimaciones acerca del inicio de la génesis de estos sistemas, hace aproximadamente 7000 años, e indica que White Sands probablemente evolucionó como un sistema eólico húmedo.

Cementación de las dunas de Yeso (Cuatrociénegas, México)

Rápida cementación de las dunas de Cuatrociénegas. Foto: J. J. Ibáñez

As on Earth, gypsum-rich dune fields apparently are rare on Mars. Gypsum has been identified only within the Olympia Undae Dune Field which encircles a portion of the Martian north polar residual ice cap. Analogous to terrestrial gypsum dunes, the gypsum within the Olympia Undae gypsum-rich dunes might have originated from transport and deposition via aeolian processes. In this model, gypsum-rich source sediment could have been formed by confined groundwater or surface water activity and later transported by the wind. Any subsequent gypsum precipitation in the source area could have been initiated by episodic melting of the Martian polar ice cap. It is likely that the gypsum was deposited in the Olympia Undae dunes after the main deflation events that led to formation of the siliciclastic components of the dune field.

Keywords: Terrestrial gypsum dunes; Sulfates; Sulfur isotopes; Eolian transport; Mars

Como en la Tierra, los campos de dunas ricos en yeso aparentemente son poco frecuentes en Marte. Estos han sido identificados exclusivamente en el lugar denominado “Olympia Dune Undae” que rodea una parte del casquete de hielo polar residual del norte de la superficie marciana. Análogas a las dunas de yeso terrestres, el yeso de los cordones de arena de “Undae Olimpia” podrían tener su origen en el transporte y deposición eólicas. En este modelo, los sedimentos ricos en este mineral podrían haber sido formadas por las aguas subterráneas confinadas o superficiales y posteriormente transportados por el viento. Cualquier precipitación de yeso posterior en el área de origen podría haber sido iniciada por la fusión episódica de la capa de hielo polar de Marte. Probablemente el yeso se depositó en las dunas “Undae Olimpia” tras la deflación de los acontecimientos principales que llevaron a la formación de los componentes de siliciclástico del campo de dunas.

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