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Generación e interpretación de modelos geológicos digitales y geomorfológicos de la región de Sputnik Plateau en Plutón basados en datos de imágenes satelitales, espectros y parámetros físicos

Suárez Valencia, Javier Eduardo (2017) Generación e interpretación de modelos geológicos digitales y geomorfológicos de la región de Sputnik Plateau en Plutón basados en datos de imágenes satelitales, espectros y parámetros físicos. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

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Resumen

En este trabajo se realizó un análisis detallado de los datos satelitales obtenidos por el sobrevuelo de la sonda Nuevos Horizontes (New Horizons, en inglés) sobre el planeta enano Plutón, en busca de ahondar en el conocimiento de los procesos geológicos que han formado su superficie gélida y establecer la historia geológica de sus principales terrenos. Para tal fin se seleccionó como zona de estudio Sputnik Planitia (Sputnik Plateau) y sus alrededores, por ser el sitio que presenta los mejores datos y las geoformas superficiales más interesantes. Los diferentes datos de imágenes satelitales, cubos multiespectrales y el modelo digital de elevación fueron transformados a formatos adecuados para su trabajo. Posteriormente, las imágenes fueron divididas en tres grupos según su resolución espacial, los cuales fueron a su vez corregidos y georreferenciados por separado en el sistema de coordenadas Plutón 2000; con estos productos se procedió a definir y describir seis terrenos con base en sus propiedades geomorfológicas. Uno de ellos, Sputnik Planitia, fue analizado con más detalle usando las imágenes de más calidad, donde se diferenciaron dieciocho unidades geomorfológicas que dieron pistas sobre la distribución y configuración de los distintos hielos que conforman la planicie; se prestó especial atención a describir sus característicos patrones poligonales y las geoformas lineales que los delimitan. El siguiente paso consistió en un análisis topográfico con el modelo digital de elevación y mapas de pendientes y aspecto derivados de él; se describió la topografía de los distintos terrenos y sus varíaciones, además, se logró delimitar los bloques que conforman las cadenas montañosas de Sputnik Planitia y describir sus cumbres con alturas de más de 3000 metros sobre el nivel base, comparable con las zonas más elevados de Plutón. Se continuo con el análisis de las firmas espectrales y los mapas de distribución de compuestos, en donde se encontró que en cada terreno predomina un compuesto que por sus propiedades físicas condiciona y explica las geoformas presentes en él, además, fue posible establecer que en Sputnik Planitia convergen los principales compuestos de Plutón: las cadenas montañosas son de H2O y la matriz de hielos de la planicie es una solución de N2:CH4:CO. El último paso consistió en realizar un análisis temporal de cada terreno con base en conteos de cráteres y las relaciones de corte entre terrenos, con esta información se realizó una reconstrucción de los eventos y procesos que dieron forma a la zona de estudio a través del tiempo; se analizaron en profundidad las características que posee Sputnik Planitia y se estableció que un proceso de convección explica de mejor manera los patrones vistos en superficie, con base en esto, se postuló un modelo convectivo ligeramente diferente a los anteriormente planteados, uno sin la existencia de una subducción y con las geoformas de los límites de los polígonos como fuentes de criomagma. Por último, se encontró que los glaciares de Sputnik Planitia están en un proceso de regresión, lo también indica una merma en la actividad interna; este cese de la actividad es producto de la constante pérdida de material de la cuenca sumado a un esfuerzo interno que está levantando la zona de este a oeste, que empezó a actuar en el terreno Sputnik Highlands; si este proceso se mantiene a través del tiempo es inevitable que Sputnik Planitia y su actividad desaparezcan., Abstract In this work, a detailed analysis of the satellite data obtained in the New Horizons spacecraft flyby over the dwarf planet Pluto was carried out, in order to understand the geological processes that have shaped his gelid crust, and to establish the geological history of his main terrains. Sputnik Planitia (Sputnik Plateau) and its surroundings were selected as the study area, because provided the best data and showed the most interesting surface features. First, the satellite images, multispectral cubes, and digital elevation model (DEM) were transformed into adequate formats in order to process them. Subsequently, the imagery data was divided into three groups by their spatial resolution, corrected and georeferenced in the Pluto 2000 coordinate system. With these images were defined and described six geological terrains based on their geomorphological properties. Sputnik Planitia was examined in more detail using the higher quality images, and within it were defined eighteen geomorphological that provided key information about the distribution and geometries of the various ices that compounds the plain; emphasizing on describing the polygonal features of the plain and the lineal geoforms that delimit them. A topographic analysis was carried out using the digital elevation model and slope and aspect maps obtained from it. Topography of the different terrains was described, also, these map allowed a better appreciation of the shapes of the blocks that conforms the mountain ranges within Sputnik Planitia, and to estimate their height of over 3000 meters over the base level, comparable to the highest lands of Pluto. Complementary studies included the spectral signatures and distribution maps analysis, encountering that in every terrain exist a dominant compound, that because of its physical properties determines and explains the geoforms in it; additionally, it was established that in Sputnik Planitia converges the principal components of Pluto, mountains ranges are made of H2O and the ices of the plain are a solution of N2:CH4:CO. The last step consisted in a temporal interpretation of every terrain, based on crater counts and the crosscut relationships between geoforms, a reconstruction of the principal events and processes that shaped the study area across geological time was made with this information. A further analysis of the Sputnik Planitia features lead to the conclusion that a convective process is the best explanation to the surface patterns observed in Sputnik Planitia, furthermore, it was proposed a convective model slightly different to those previously suggested, one without subduction and with the geoforms that delimit the polygons as the criomagma source. Last, it was established that a regression process has been occurring in Sputnik Planitia glaciers, and therefore a decay in its internal activity; this deplete in the activity is the result of the constant loss of material from the system due to volatilization and an ongoing internal effort that is rising the zone from east to west, and that started in the Sputnik Highlands terrain; if this process continue throughout time, will eventually lead to the end of Sputnik Planitia and its activity.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Ochoa Gutiérrez, Luis Hernán and Saavedra Daza, Fabian and Delgado Correal, Camilo
Información adicional:Magíster en Geología. Línea de Investigación: Ciencias planetarias
Palabras clave:Ciencias planetarias, Plutón, Geomorfología planetaria, Cortezas gélidas, Planetary geomorphology, Planetary sciences, Sputnik Planitia, Icy crust, Pluto
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 52 Astronomía y ciencias afines / Astronomy
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 55 Ciencias de la tierra / Earth sciences & geology
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ciencias > Departamento de Geociencias > Geología
Código ID:64290
Enviado por : Javier Eduardo Suarez Valencia
Enviado el día :12 Junio 2018 16:11
Ultima modificación:12 Junio 2018 16:14
Ultima modificación:12 Junio 2018 16:14
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  • Generación e interpretación de modelos geológicos digitales y geomorfológicos de la región de Sputnik Plateau en Plutón basados en datos de imágenes satelitales, espectros y parámetros físicos. (deposited 12 Junio 2018 16:11) [Currently Displayed]

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