viernes, noviembre 06, 2015

Los enormes campos de dunas de materia orgánica de Titán

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Titán es famoso por ser el único cuerpo del sistema solar además de la Tierra con lagos, ríos y lluvia, aunque en este caso el líquido no es agua, sino metano. Menos conocido es el hecho de que la mayor luna de Saturno también posee enormes campos de dunas oscuras. Y sí, en la Tierra y en Marte también existen dunas de color oscuro formadas por minerales volcánicos, pero la peculiaridad es que las dunas de Titán están hechas de sustancias orgánicas. O dicho con otras palabras, en Titán existen gigantescas extensiones de dunas hechas de un material más parecido al plástico que a la roca.
                    La sonda alada AVIATR sobrevuela un campo de dunas en Titán (Saturno solo se vería en el cielo si tuvieras visión infrarroja)(NASA/Michael Carroll).
 La sonda alada AVIATR sobrevuela un campo de dunas en Titán (Saturno solo se vería en el cielo si tuvieras visión infrarroja)(NASA/Michael Carroll).

Las dunas de Titán han sido una de las grandes sorpresas de la misión Cassini-Huygens. Cuando esta nave llegó a Saturno en 2004 una de sus primeras tareas fue observar Titán de cara al descenso de la sonda Huygens sobre la superficie. Todo el mundo esperaba ansioso las primeras imágenes de la superficie de Titán para comprobar si, efectivamente, los tan esperados lagos de metano existían o no. A diferencia de las naves Voyager, que fueron incapaces de ver la superficie de Titán a través de la densa neblina de sustancias orgánicas, Cassini estaba equipada con el espectrómetro VIMS y una cámara dotada de un filtro para observar la superficie en el infrarrojo cercano. Pero cuando las fotografías llegaron a la Tierra nadie sabía cómo interpretarlas. Había varias manchas oscuras que cubrían gran parte de la superficie, ¿eran los esperados lagos? Tras varios años -sí, años, no semanas o meses- los mares y lagos aparecieron, pero principalmente en las regiones árticas -en sombra cuando llegó la Cassini, de ahí que se tardase tanto en confirmarlo- y, en menor medida, antárticas de la luna.

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Imagen de Titán tomada en el infrarrojo cercano (938 nm) el 25 de julio de 2015 por Cassini. Las manchas oscuras son los grandes campos de dunas. En concreto, es el campo Fensal-Aztlán (ASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

Entonces, ¿qué eran esas manchas oscuras? Las imágenes de alta resolución del radar de apertura sintética mostraron que estaban formadas por lo que parecían ser… dunas. Pero Titán tiene una corteza de hielo de agua, no de roca. ¿De qué material podrían estar hechas estas dunas? Obviamente no de arena común. En el radar las dunas aparecían oscuras, pero eso también ocurre al observar las dunas terrestres con este método. Sin embargo, los datos del espectrómetro VIMS confirmaron que las dunas eran de un color marrón oscuro en el espectro visible. Tras varios años de análisis, los investigadores llegaron a la conclusión de que las dunas estaban hechas de hidrocarburos y otras sustancias orgánicas complejas.
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                     Imágenes de dunas en Titán tomadas mediante radar (NASA).

                  A la izquierda, dunas de Titán, a la derecha, de la Tierra (NASA).
                A la izquierda, dunas de Titán, a la derecha, de la Tierra (NASA).

Los campos de dunas de Titán abarcan las regiones ‘tropicales’ de este satélite y se extienden entre las latitudes 30º norte y 30º sur. Existen cinco grandes campos, que reciben los exóticos nombres de Shangri-la, Fensal, Aztlán, Senkyo y Belet, que cubren toda la región ecuatorial de Titán con la excepción de la zona de Xanadú. Solo el gran complejo de dunas de Fensal-Aztlán, el mejor estudiado mediante radar, cubre 2,3 millones de kilómetros cuadrados, una superficie similar al área sumada de los mares de dunas de los desiertos de Libia y Egipto.
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                           Los campos de dunas de Titán (NASA).

Las dunas titánicas tienen de media un kilómetro de ancho y están separadas entre 1 y 3 kilómetros, con una longitud de decenas o centenares de kilómetros, con una altura media de unos cien metros (aunque pueden alcanzar entre 30 y 180 metros). Todas ellas se hallan alineadas preferentemente de oeste a este, que es precisamente la dirección preferida de los suaves vientos superficiales de Titán. Aunque su naturaleza es muy diferente, las dunas de Titán son morfológicamente similares a las que se encuentran en los desiertos terrestres del Sáhara, Namibia o Arabia, y eso a pesar de la distinta gravedad y temperatura y el distinto régimen de vientos. La densidad de la atmósfera de Titán es superior a la de la Tierra, lo que se supone debe afectar al proceso de saltación que da lugar a las dunas (al menos está formada principalmente por nitrógeno, como la atmósfera terrestre).
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Los campos de dunas en las regiones ecuatoriales de Titán (NASA).

Nada más y nada menos que entre el 15% y el 20% de la superficie de Titán, como mínimo, está cubierta por estas dunas, lo que viene a ser unos 15 millones de kilómetros cuadrados. Para que nos hagamos una idea, esto es un 50% superior a la extensión de todo el desierto del Sáhara en la Tierra o dos tercios de la superficie de Europa, y todo esto en un mundo con un radio que es tan solo 0,4 veces el terrestre. Los hidracarburos que forman las dunas alcanzan un volumen de 300 000 kilómetros cúbicos y una masa estimada de unas 200 000 – 300 000 gigatoneladas (una GT es mil millones de toneladas). Como comparación, la masa de los hidrocarburos líquidos que forman los lagos y mares se estima que está entre 4000 y 30 000 gigatoneladas. Vamos, que tenemos partículas de plástico de sobra, aunque nos pille un poco lejos.
Pero, ¿de dónde han surgido estas dunas? Las sustancias orgánicas complejas de Titán se han formado en la alta atmósfera por acción de la luz ultravioleta sobre el metano. Si tenemos en cuenta el ritmo de destrucción del metano para formar sustancias orgánicas, una hipótesis es que las dunas deben tener una edad máxima de 700 millones de años. O sea, serían muy jóvenes en términos geológicos, menos que las dunas terrestres, sí, pero mucho más recientes que las dunas marcianas, algunas de las cuales podrían tener miles de millones de años. Esta juventud concuerda con la edad estimada de la corteza de Titán a partir del número de cráteres descubiertos y con los modelos teóricos que sugieren que este mundo experimentó recientemente una expulsión de metano a la atmósfera de forma masiva (¿un impacto catastrófico?). Otras hipótesis señalan a las dunas como posibles restos de antiguos mares y lagos que cubrieron las regiones ecuatoriales de la luna. De cualquier modo, estudiar las dunas de Titán es un paso fundamental para entender la historia de este fascinante mundo. Desgraciadamente, el radar de Cassini, que alcanza una resolución de 300 metros, solo ha cubierto la mitad de la superficie de Titán, mientras que la cámara ISS ha fotografiado la totalidad de la superficie, aunque a una resolución mucho menor, de entre 10 y 1 kilómetros.
Lo que sí está claro es que debe ser todo un espectáculo caminar por uno de estos desiertos alienígenas de dunas de color marrón oscuro de cien metros de altura bajo un cielo de color amarillento a casi -180º C. Y podemos imaginar que, al igual que los aventureros de la Tierra, tras cruzar estas grandes extensiones de dunas llegaríamos a un lago o un mar. Pero no sería una masa de agua líquida de color azulado como en nuestro planeta, sino una mezcla de hidrocarburos líquidos de color azabache. Alguien, algún día, lo contemplará con sus propios ojos.
                          Otra visión de las dunas de Titán (Walter Myers).
                       Otra visión artística de las dunas de Titán (Walter Myers).

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                          Los principales campos de dunas de Titán (NASA).

                           Recreación de los enormes campos de dunas titánicos (Kees Veenenbos).
             Recreación de los enormes campos de dunas titánicos (Kees Veenenbos).

 

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