Le Athabasca Valles sono una struttura geologica della superficie di Marte. Athabasca può essere pensata come un sistema di canali da deflusso impostatosi nel tardo Amazzoniano e situato al centro della regione di Elysium Planitia (il secondo complesso vulcanico su Marte per ordine di dimensioni) posta a sud del bulge di Elysium. Tale sistema è parte di una serie di canali presenti in questa regione; si ritiene che questi canali si siano originati da grandi fessure impostatesi sulla superficie piuttosto che da terreni caotici quali punti sorgenti, ad esempio, del sistema vallivo circum-Chryse. Athabasca Valles in particolare sembra essere emanato da una delle fessure appartenenti alle Cerberus Fossae con una direzione del flusso verso valle posto a sudovest di questa struttura e vincolato a sud da una cresta corrugata (wrinkle ridge) che può essere seguita per oltre 100 km, prima di sfociare presso la pianura vulcanica di Cerberus Palus. Nel complesso si ritiene che le valli costituenti Athabasca siano recenti, tanto da definire il relativo sistema di deflusso come il più giovane presente sul pianeta.
Origine del nome Athabasca Valles prende il nome dal fiume Athabasca, che attraversa il Parco nazionale Jasper nella provincia canadese di Alberta. Nulla può essere detto per quanto riguarda le osservazioni storiche di Marte in quanto la struttura è troppo piccola per essere osservata con i telescopi posti a terra. La prima visualizzazione e quindi il loro riconoscimento viene riferita alle immagini degli orbiter Viking che a malapena risolvevano le caratteristiche di Athabasca, tanto da essere interpretate come il più giovane sistema di canali di deflusso presente su Marte formato da catastrofiche inondazioni dovute all'acqua (Tanaka e Scott, 1986). Comunque i dati successivi, ottenuti dalle sonde Mars Global Surveyor (MGS), Mars Odyssey (MO) e Mars Express (ME), non furono completamente coerenti con le caratteristiche che possiedono i sistemi vallivi formati esclusivamente da processi erosivi generati dall'inondazione o dal passaggio di acqua.
Inizialmente Athabasca fu nominato Athabasca Vallis nella sua accezione di canale unico e quindi di forma singolare. L'Unione astronomica internazionale ha approvato ufficialmente il nome Athabasca Valles nella sua definizione attuale, ossia di molteplici canali, solo nel 1997.
L'attuale cartografia ufficiale e relative note di accompagno sono state rilasciate dalla U.S. Geological Survey (Dipartimento dell'Interno degli USA) e preparata dalla NASA nel 2021 come Scientific Investigations Map n. 3477 (Geologic Map of the Athabasca Valles Region, Mars) da Laszlo P. Keszthelyi, Alexandra E. Huff e Windy L. Jaeger (2021).
Ipotesi di formazione geologica Sebbene i ricercatori siano generalmente d'accordo sul fatto che la valle si sia formata a causa della catastrofica fuoriuscita di acqua dalla fessura meridionale di Cerberus Fossae, la comunità scientifica non ha raggiunto un consenso sul preciso meccanismo di formazione dietro le Athabasca Valles, sia nella natura dei fluidi che hanno percorso la valle, sia in termini di successivi eventi geologici che hanno da allora modificato la regione.
I ricercatori propongono contemporaneamente un'origine da acque alluvionali (simile alle inondazioni di Missoula che hanno formato le Channeled Scablands nello stato di Washington), da deposizione di lava a bassa viscosità (simile ai flussi pāhoehoe delle Hawaii), da azione glaciale o una combinazione degli agenti esogeni-endogeni sopra menzionati. Anche la presenza di tumuli forati sul fondovalle è stata oggetto di vivace dibattito a sostenere le diverse ipotesi proposte ed indicandole con una diversa accezione morfologica come pingo oppure coni senza radici (con il nome diverso a seconda dello studio effettuato e delle genesi proposta come rootless cone oppure volcanic rootless constructs abbreviato in VRC)..
Si è ipotizzato anche che i terreni poligonali di varie dimensioni osservati nelle Athabasca Valles e a valle di Cerberus Palus abbiano contemporaneamente sia caratteristiche vulcaniche che periglaciali. Le interpretazioni su questi terreni differiscono fortemente soprattutto per ciò che riguarda l'ordine in cui queste caratteristiche si sovrappongono ad altri eventi avvenuti nelle Athabasca Valles.
Inquadramento geografico Marte presenta molte prove di vulcanismo e deflussi di acqua liquida sulla sua superficie, sebbene la maggior parte di questi indicano età dei miliardi di anni. Tra le molteplici prove di vulcanismo, importante è il bulge di Elysium. Le pianure di Elysium risultano essere situate tra gli altopiani meridionali che arrivano a bordare sino a est il complesso vulcanico, la cresta della Medusae Fossae Formation posta a est e a sudest della stessa piana vulcanica e le lave dell'Esperiano e dell'Amazzoniano provenienti dagli Elysium Mons situati a nord. In particolare il vulcanismo in Elysium Planitia centrale è stato attivo negli ultimi 250 milioni di anni (più specificatamente tra i 300 Ma e i 20 Ma come indicato in Berman e Hartmann, 2002; Vaucher et al, 2009; Hauber et al, 2011) riprende anche le pianure di Cerberus, a sudest di Cerberus Fossae (Vaucher et al., 2009)Per questo motivo i flussi di lava più giovani presso Cerberus vengono etichettati nelle cartografie prodotte recentemente come unità vulcanica di Cerberus. interessando anche i canali di deflusso (Jaeger et al., 2007, 2010) che si dipartono da questa struttura. Le lave più giovani (la più recente è stata data a circa 2,5 Ma (Vaucher et al., 2009; Golder et al, 2020);Il flusso vulcanico più giovane (∼2,5 milioni di anni) è esteso sino al bacino lavico occidentale (Vaucher et al., 2009). sembrano provenire dalle Cerberus Fossae, poste a circa 1500 km a sudest del gruppo vulcanico e che corrono proprio lungo le Athabasca Valles (Burr et al, 2002; Vaucher et al., 2009; Kerber e Head, 2010).
Cerberus Fossae è tra le strutture tettoniche più giovani su Marte. Si configura come una serie di fosse lunga circa 1250 km le cui fratture, con oltre 500 m di dislivello verticale, presentano un basso riempimento di sedimenti (Vetterlein e Roberts, 2009) e tracce di massi recenti (per caduta gravitativa) attribuite a paleomarsimoti attuali o sub-attuali (Brown e Roberts, 2019; Roberts et al., 2012). Tre canali di deflusso si dipartono da Cerberus Fossae e che sembrano essere formati da eventi che emanavano dalle strutture (Burr, 2002; Grier et al., 2002, McEwen et al., 2002).
I canali di deflusso della planitia si distinguono da quelli della circostante regione di Chryse (quali Kasei Valles, Ares Vallis, ecc.) in quanto, forse, provenienti da fessure vulcaniche piuttosto che dai terreni caotici. La Athabasca Valles è la più occidentale dei canali di deflusso appartenenti all''Elysium Planitia e l'unico dei sistemi di canali in questa regione a scorrere verso ovest per 1200 km; gli altri maggiori canali di deflusso in questa regione mostrano una direzione orientale e sono il Grjotá Valles (Berman e Hartmann, 2002; Burr et al, 2002; Plescia, 2003) che corre verso nordest, la Rahway Valles, e la Marte Vallis che si estende per 1800 km verso est prima e nordest poi.È stato suggerito che anche i canali che circondano Grjotá Valles possano essersi formati a causa di flussi catastrofici per inondazione (Berman e Hartmann, 2002; Burr et al, 2002; Plescia, 2003).
Con questa struttura il sistema di Athabasca Valles viene a trovarsi a sud del picco di Albor Tholus della provincia vulcanica di Elysium. Data questa conformazione Athabasca Valles ricade all'interno degli altipiani meridionali ed è diffuso in prossimità della dicotomia crostale planetaria, inserita nella più ampia regione della piana di Elysium le cui relazioni cronologiche e stratigrafiche di cross-cutting la indicano come una vasta fascia pianeggiante interpretata essere composta in gran parte da plateau basaltici. La direzione dell'asse vallivo è nordest-sudovest e la sua estremità meridionale sfocia nella provincia di Elysium. Il sistema di canali che compone la valle viene interessata presso Cerberus Fossae da una risalita composta da colline poste a nordest nella parte più orientale della valle segnando il terreno in direzione perpendicolare alla direzione generale della valle di Athabasca. Verso valle, a sudovest del sistema, si trova la pianura di Cerberus Palus.
Geomorfologia
L'osservazione della zona in prossimità di Cerberus Fossae dagli orbiter nelle lunghezze d'onda dell'infrarosso termico (p.e. THEMIS/MO) durante il giorno, mostra la vera natura della superficie di Athabasca Valles: questa si presenta come un insieme di scanalature che, partendo da Cerberus Fossae, corrono verso sudovest. Le scanalature, ossia i canali, alternano tratti rettilinei a settori che tendono a ricordare una morfologia fluviali con anse, isole, divergenza e convergenza di flussi. Le diverse tonalità di grigio indicando le differenti proprietà termiche dei materiali superficiali. Così si possono osservare strisce chiare che si estendono a sudovest dietro i crateri e le fratture, composte da materiali a grana fine e dalla bassa inerzia termica (probabilmente polvere) mentre flussi scuri adiacenti a Cerberus Fossae meridionale tendono a suggerire rocce o minerali dall'alta inerzia termica.L'inerzia termica è la resistenza di un materiale a un cambiamento di temperatura.
Durante la sua formazione la valle di deflusso ha seguito probabilmente un percorso a tendenza sudovest preesistente, portando all'attuale trend osservato: infatti Athabasca è delimitata a sud da una cresta rugosa associata a sollecitazioni di compressione provenienti dalla provincia vulcanica dell'Elysium. Il punto di origine (forse coincidente con la sorgente) viene fatto coincidere presso Cerberus Fossae presso due canali che convergono circa 25 km a sudovest della fessura; dopo altri 80 km, la valle diventa a carattere distributivo, con alcuni dei suoi rami che attraversano la cresta corrugata posta al limite meridionale.
Flussi lavici Evidenze geomorfologiche indicano che i depositi associati alla valle di Athabasca scompaiono alla sua estremità sud-occidentale sotto flussi di lava recenti.
Si ritiene che i materiali che formano il fondovalle del sistema siano a composizione ultramafica o mafica, caratterizzata da una abbondanza di ferro e una abbondanza relativamente bassa di potassio e torio basandosi sui dati dello spettrometro a raggi gamma del Mars Odyssey (GRS/MO, 2001). Tale composizione viene ricavata anche dalle morfologie superficiali e dalle proprietà dielettriche dedotte delle interfacce dei lobi dei flussi lavici suggerendo che le regioni di Elysium siano costituite da basalto.
Si osserva soprattutto laddove è riemerso il pavimento dovuto ad azione di esumazione per agente eolico. Inoltre, l'estensione e la compressione su larga scala sono evidenti nell'unità a pavimento di Athabasca Valles, che potrebbe essere stata associata a precedenti eventi tettonici regionali o allo svuotamento di una sottostante camera magmatica. L'unità vulcanica proposta a costituire il pavimento di Athabasca (tra gli altri tipi di terreni presenti) è ipotizzata da alcuni ricercatori come la più giovane e la più grande unità di effusione lavica riconosciuta su Marte e l'unica istanza di un'unità che mostra prove morfologiche associabili ad un flusso turbolento.