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• martian stepped fans
• permafrost

This work presents a new approach for remotely identifying potentially cryopeg forming sites both on Earth and Mars. By utilizing high resolution remote sensing datasets, advanced photogeological interpretation techniques, and landscape analysis, detailed geomorphological maps were produced for three selected key sites to investigate the complex landscape assemblage of Kvadehuksletta Peninsula (Svalbard, Norway) and two martian stepped-fans in Picardi Crater (Terra Sirenum) and Dukhan Crater (Xanthe Terra) with hitherto unprecedented detail and spatial resolution. The maps, developed with a specialized and complex legend to highlight elements conducive to cryopeg formation, served as a valuable foundation for a detailed representation of the complex landscape assemblage, with particular attention to depict spatial and temporal relationships of the landforms identified and mapped (with the aim to identify landscape features, which can potentially favour cryopeg formation). Kvadehuksletta Penisula, featuring at least two well-preserved raised beach complexes, developed in the high Arctic region hosts significant potential sites for cryopeg formation. The most recent complex of raised beaches postdates the deglaciation that followed the Last Glacial Maximum, while older beach deposits are dated to Weichselian interstadial(s). Specific sites within Kvadehuksletta have been pinpointed where cryopegs are likely to form, correlating with identifiable features and deposits in coastal, fluvial, and possibly paleo-lagoonal settings. Saltwater enrichment, attributed to various factors like direct ocean contact during transgression and brine generation in lagoonal settings, contributes to localized salt concentrations in pore water, facilitating cryopeg formation.
The geomorphological analysis of Martian stepped-fans in Picardi and Dukhan Crater unveils a more complex developmental history than previously believed. Besides deltaic and fluvial processes, deposits related to mass wasting events, and periodic glaciations, build up the sedimentary architecture of the stepped-fans. In Dukhan Crater, the lower units formed from a landslide, while the upper parts likely formed under alluvial conditions, reducing the potential for cryopeg formation. Conversely, in Picardi Crater, significant stepped-fan deposits display deltaic characteristics, experiencing subsequent periglacial conditions and glaciation, conducive to cryopeg formation through permafrost genesis.


Questo lavoro presenta un nuovo approccio per l'identificazione da remoto di siti che potenzialmente custodiscono “cryopegs” sia sulla Terra sia su Marte. Utilizzando set di dati telerilevati ad alta risoluzione, tecniche avanzate di fotointerpretazione e di analisi delle forme del rilievo, sono state realizzate carte geomorfologiche di dettaglio per tre siti chiave selezionati, che illustrano il complesso assetto geomorfologico della penisola di Kvadehuksletta (Svalbard, Norvegia) e di due conoidi complesse a gradoni (stepped-fan) marziane, la prima nel cratere Picardi (Terra Sirenum) e la seconda nel cratere Dukhan (Xanthe Terra), con un dettaglio e una risoluzione spaziale finora mai adottati. Le carte geomorfologiche, basate su una legenda complessa e dettagliata (anche finalizzata all’individuazione di elementi geomorfologici favorevoli alla formazione di cryopegs), hanno fornito un prezioso strumento per un'analisi dettagliata delle forme del rilievo, delle loro relazioni spaziali e per la definizione di una cronologia relativa delle forme individuate. La penisola di Kvadehuksletta è caratterizzata da almeno due sequenze di spiagge emerse molto ben conservate, che si sono sviluppate in ambiente polare (Artico) sia nell’Olocene (in seguito alla deglaciazione che è seguita all’ultimo massimo glaciale), sia nel corso di fasi interglaciali/interstadiali del Pleistocene superiore (Weichselian). In quest’area sono stati individuati diversi siti in cui è probabile si siano formati criopegs, potenzialmente conservati all’interno di depositi identificabili in contesti costieri, fluviali e forse anche paleo-lagunari. L'arricchimento di acqua salata nei depositi costieri, attribuito a vari fattori come il contatto diretto con l'oceano durante la trasgressione marina olocenica e la generazione di salamoia in ambienti lagunari, contribuisce alla concentrazione di sale nell'acqua presente nei depositi costieri e di transizione, facilitando la formazione di criopegs.
L'analisi geomorfologica di complesse conoidi a gradoni (stepped fans) su Marte, identificate all’interno del cratere Picardi e del cratere Dukhan svela una storia evolutiva più complessa di quanto ritenuto in precedenza. Oltre ai processi deltizi e fluviali, i depositi legati a eventi di mass wasting e a fasi glaciali costituiscono l'architettura sedimentaria delle complesse conoidi a gradoni selezionate in questo studio. Nel cratere Dukhan, le unità inferiori si sono formate in seguito a un evento di frana, mentre le unità superiori si sono probabilmente formate in ambiente alluvionale, riducendo quindi la loro potenziale capacità di ospitare criopegs. Al contrario, nel cratere Picardi, le evidentissime e ben sviluppate conoidi a gradoni mostrano caratteristiche proprie dei fan delta, che avrebbero sperimentato condizioni di permafrost e fasi di espansione glaciale e pertanto avrebbero conosciuto periodi favorevoli alla formazione di criopegs in ambiente periglaciale.