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Investigando los inesperados lagos de metano en los trópicos de Titán

Investigando los inesperados lagos de metano en los trópicos de Titán
El hallazgo hecho por la sonda Cassini de la NASA ha revelado la existencia de lagos de esa clase en los "trópicos" del satélite.

La detección reciente de lagos de metano donde se suponía que no podía haberlos, ha abierto ahora un intrigante camino de investigación.

Aunque se suponía que en Titán, la luna más grande de Saturno, sólo podía haber lagos permanentes de metano líquido en los polos, el hallazgo hecho por la sonda Cassini de la NASA ha revelado la existencia de lagos de esa clase en los "trópicos" del satélite.

Ahora, las observaciones subsiguientes indican que el ciclo "hidrológico" del metano en Titán es más complejo de lo que se creía.

Uno de los lagos tropicales parece tener aproximadamente la mitad del tamaño del Gran Lago Salado de Utah, aunque con una profundidad tal vez modesta, inferior a un metro (tres pies).

Sobre el origen de este metano, hay indicios de que proviene de "acuíferos" de metano subterráneos.

A partir de diversos modelos de circulación global de Titán, se ha teorizado que el metano líquido en la región ecuatorial del satélite se evapora y es llevado por el viento a los polos norte y sur, donde las temperaturas más frías causan que se condense.

Cuando cae a la superficie, forma los lagos polares. En la Tierra, el agua es transportada de un modo similar por la circulación, pero los océanos también transportan agua, contrarrestando los efectos atmosféricos.

Los lagos tropicales detectados se han mantenido desde 2004. En esas regiones ecuatoriales, sólo una vez se detectó lluvia y la subsiguiente evaporación.

Eso fue durante la temporada de lluvias y por tanto no resultó extraño.

Teniendo en cuenta ese único episodio de lluvia, acompañado por la evaporación, los científicos deducen que los lagos difícilmente podrían mantener su caudal a partir sólo de la lluvia.

Los lagos observados por el equipo de Caitlin Griffith, investigadora del equipo científico de la Cassini, en la Universidad de Arizona, Tucson, están en la región tropical conocida como Shangri-La, cerca del lugar donde la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea aterrizó en 2005.

De hecho, cuando la Huygens se posó en el terreno, el calor de su lámpara evaporó algo de metano del suelo, lo que indica que aterrizó en un suelo húmedo.

De modo comparable a la Tierra con su ciclo hidrológico, Titán tiene una especie de ciclo "hidrológico", con metano en vez de agua.

En la atmósfera de Titán, la luz ultravioleta descompone al metano, iniciando una cadena de reacciones químicas orgánicas complejas.

De hecho, todo apunta a que la química orgánica de Titán produce moléculas del máximo interés para los bioquímicos, como por ejemplo aminoácidos, que son los bloques de construcción de la vida.

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Italiana.

Titán es la única luna conocida con una atmósfera densa. La primera persona que sugirió que Titán podía tener atmósfera fue el astrónomo español José Comas i Solá por el efecto de oscurecimiento al borde.

La presencia de una atmósfera significativa fue confirmada por Gerard P. Kuiper en 1944 a partir de espectros tomados desde telescopios en aviones a gran altitud.

La sonda Voyager 1 demostró en 1981 que, de hecho, la atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra, con una presión en superficie de una vez y media la de nuestro planeta y con una capa nubosa opaca formada por aerosoles de hidrocarburos que oculta los rasgos de la superficie de Titán.

La presión parcial del metano es del orden de 100 milibares. Esa densa atmósfera es la responsable de que la iluminación existente en la superficie de Titán sea de 1/1000 de la existente en la superficie terrestre (aún así, la luminosidad existente es 350 veces superior a la que se puede dar en una noche de Luna llena en la Tierra). De hecho, el equipo de la sonda Huygens comparó las fotografías tomadas por la sonda de la superficie de Titán al fotografiar el asfalto de un aparcamiento durante el crepúsculo.

La atmósfera está compuesta en un 94% de nitrógeno y es la única atmósfera rica en nitrógeno, en el sistema solar aparte de nuestro propio planeta, con rastros significativos de varios hidrocarburos que constituyen el resto (incluyendo metano, etano, diacetileno, metilacetileno, cianoacetileno, acetileno, propano, junto con anhídrido carbónico, monóxido de carbono, cianógeno, cianuro de hidrógeno, y helio).

Se piensa que estos hidrocarburos se forman en la atmósfera superior de Titán en reacciones que son el resultado de la disociación del metano por la luz ultravioleta del Sol produciendo una bruma anaranjada y espesa.

El origen de la atmósfera titaniana no está claro, pero se ha propuesto que durante gran parte de la historia del Sistema Solar Titán era un mundo sin ella, con el nitrógeno y el metano congelados en la superficie y pareciendo una versión en grande de Tritón, la mayor luna de Neptuno.

El aumento de la luminosidad del Sol en su evolución, y quizás un gran impacto de un asteroide o cometa, habría provocado que esos gases se evaporaran y cubrieran el satélite de la densa atmósfera que hoy tiene, aunque en un principio con mucho más metano que en la actualidad.

Asumiendo que el metano presente en la atmósfera y que se pierde con las lluvias no sea repuesto, acabará por precipitar por completo en la superficie de Titán en menos de mil millones de años.

Formando depósitos oscuros en ella y quedando sólo el nitrógeno en la atmósfera, la cual quedará limpia de niebla (algo parecido a Marte en la actualidad).

La presión parcial del metano es del orden de 100 hPa, cumpliendo el papel del agua en la Tierra; formando nubes en su atmósfera, desde nubes que causan tormentas de metano líquido en Titán y que descargan precipitaciones importantes de metano que llegan a la superficie produciendo, en total, unos 50 L/m² de precipitación anual, hasta cirros muy parecidos a los terrestres (excepto que formados de cristales de hidrocarburos y a una altura mucho mayor, entre 30 y 60 millas (en la estratosfera de Titán) en vez de los cómo mucho 11 millas de los cirros terrestres (contenidos en la troposfera terrestre).

La existencia de éstas últimas nubes ya se sospechaba desde la época del sobrevuelo de la sonda Voyager 1, confirmándose su existencia gracias a los datos enviados por la sonda Cassini.

Titán no tiene un campo magnético considerable y su órbita alcanza el exterior de la magnetósfera de Saturno exponiéndose directamente al viento solar.

Esto puede ionizar y elevar algunas moléculas a la cima de la atmósfera .

Las observaciones de la nave Cassini de la atmósfera hecha en 2004 sugieren que la atmósfera de Titán gira mucho más rápido que su superficie al igual que ocurre en Venus, un régimen dinámico de la atmósfera que no se comprende en ninguno de los dos casos.

Hay nubes en la atmósfera de Titán además de una espesa niebla que afecta a todo el planeta.

Estas nubes están probablemente compuestas de metano, etano y otros compuestos orgánicos simples.

Otros compuestos químicos más complejos en pequeñas cantidades deben ser responsables del color anaranjado que se aprecia desde el espacio.

Una investigación reciente apunta a que es posible que Titán albergue moléculas prebióticas.

De acuerdo con ella, el agua líquida que aparece en Titán tras por ejemplo el impacto de un meteorito contra su superficie helada o su criovulcanismo puede permanecer en este estado durante cientos o miles de años, tiempo más que suficiente para que las tolinas presentes en su atmósfera se hidrolicen (reaccionen con ella), y den lugar a moléculas orgánicas complejas.

En octubre de 2004 durante uno de los sobrevuelos de Titán por la nave Cassini se fotografiaron nubes altas y densas sobre el polo sur de Titán.

Este tipo de formaciones nubosas son frecuentes en el polo sur de Titán tal y como revelan las observaciones con el telescopio Keck desde la Tierra.

Aunque inicialmente se pensaba que tales nubes solo podían estar formadas por la condensación del abundante metano atmosférico, las observaciones de mayor resolución han planteado algunos problemas a esta interpretación, por lo que varios estudios actuales sobre la atmósfera de Titán pretenden determinar la composición de las nubes, para decidir si nuestra idea de la atmósfera de Titán necesita ser revisada.

También han sido descubiertas nubes en el polo norte de esta luna. En el sobrevuelo de Titán del día 28 de diciembre de 2006, el instrumento VIMS de la sonda Cassini ha descubierto un gran sistema nuboso (con la mitad de superficie que Estados Unidos) que cubre completamente el polo norte.

Los modelos de circulación atmosférica de Titán ya habían predicho la existencia de esta nube, la cual según estudios recientes ha empezado a romperse al llegar la primavera allí.

Investigaciones posteriores muestran la presencia de nubes que se forman y mueven como las terrestres, aunque bastante más lentamente y se ha predicho en base a las observaciones que el comienzo de otoño en Titán será "cálido y húmedo", según los patrones existentes allí.

Inicialmente se había predicho que las nubes del sur desaparecerían en 2005; sin embargo, se ha comprobado que a finales de 2007 las nubes seguían estando presentes allí y además muy activas para finalmente acabar por desaparecer tiempo después.

El ciclo estacional de Titán dura 29,5 años.