En su sobrevuelo final por la mayor de las lunas de Saturno en 2017, la nave espacial Cassini de NASA tomó datos de radar que revelan que los pequeños lagos líquidos del hemisferio norte de Titán son sorprendentemente profundos, encontrándose asentados sobre colinas y llenos de metano.
Los nuevos hallazgos son la primera confirmación de la profundidad de los lagos de Titán (más de 100 metros) y de su composición. Además los datos nuevos proporcionan nueva información sobre la forma en que llueve el metano líquido, se evapora y se filtra hacia Titán, el único cuerpo planetario en nuestro sistema solar que no sea la Tierra que se sabe tiene líquido estable en su superficie.
Los científicos saben que el ciclo hidrológico de Titán funciona de manera similar al de la Tierra, con una gran diferencia. En lugar de que el agua se evapore de los mares, formando nubes y lluvia, Titán lo hace todo con metano y etano. Tendemos a pensar en estos hidrocarburos como un gas en la Tierra, a menos que estén presurizados en un tanque. Pero Titán es tan frío que se comportan como líquidos, como la gasolina a temperatura ambiente en nuestro planeta.
Los científicos han sabido que los mares del norte, mucho más grandes, están llenos de metano, pero descubrir los lagos del norte más pequeños llenos principalmente de metano fue una sorpresa. Anteriormente, los datos de Cassini medían Ontario Lacus, el único lago importante en el hemisferio sur de Titán. Allí encontraron una mezcla aproximadamente igual de metano y etano.
El etano es ligeramente más pesado que el metano, con más átomos de carbono e hidrógeno en su composición.
"Cada vez que hacemos descubrimientos en Titán, Titán se vuelve más y más misterioso", dijo el autor principal, Marco Mastrogiuseppe, científico de radar de Cassini en Caltech en Pasadena, California. "Pero estas nuevas mediciones ayudan a dar respuesta a algunas preguntas clave. Ahora podemos entender mejor la hidrología de Titán".
Agregando a las rarezas de Titán, con sus características similares a la Tierra talladas por materiales exóticos, está el hecho de que la hidrología en un lado del hemisferio norte es completamente diferente a la de otro lado, dijo el científico y coautor de Cassini Jonathan Lunine de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York.
"Es como si observaras el polo norte de la Tierra y pudieras ver que América del Norte tenía una configuración geológica completamente diferente para los cuerpos de líquidos que Asia", dijo Lunine.
En el lado este de Titán, hay grandes mares con poca elevación, cañones e islas. En el lado occidental: pequeños lagos. Y las nuevas mediciones muestran los lagos encaramados sobre grandes colinas y mesetas. Las nuevas mediciones de radar confirman hallazgos anteriores de que los lagos están muy por encima del nivel del mar, pero evocan una nueva imagen de formas de relieve, como mesas o motas, que se adhieren a cientos de pies sobre el paisaje circundante, con lagos líquidos profundos en la parte superior.
El hecho de que estos lagos occidentales sean pequeños (solo decenas de kilómetros de ancho) pero muy profundos también les dice a los científicos algo nuevo sobre su geología: es la mejor evidencia hasta ahora de que probablemente se formaron cuando el lecho de roca de los alrededores y los sólidos orgánicos se disolvieron y colapsaron químicamente. En la Tierra, los lagos de agua similares son conocidos como lagos kársticos.
Junto con la investigación de los lagos profundos, un segundo artículo en Nature Astronomy ayuda a desentrañar más del misterio del ciclo hidrológico de Titán. Los investigadores utilizaron los datos de Cassini para revelar lo que llaman lagos transitorios. Diferentes conjuntos de observaciones, desde datos de radar e infrarrojos, parecen mostrar que los niveles de líquido han cambiado significativamente.
La mejor explicación es que hubo un cambio estacional en los líquidos de la superficie, dijo el autor principal, Shannon MacKenzie, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "Una posibilidad es que estas características transitorias podrían haber sido cuerpos de líquido menos profundos que a lo largo de la temporada se evaporaron e infiltraron en el subsuelo", dijo.
Estos resultados y los hallazgos del artículo de Nature Astronomy sobre los lagos profundos de Titán apoyan la idea de que la lluvia de hidrocarburos alimenta los lagos, que luego pueden evaporarse a la atmósfera o drenar en el subsuelo, dejando depósitos de líquido almacenados debajo.
Cassini, que llegó al sistema de Saturno en 2004 y terminó su misión en 2017 al sumergirse deliberadamente en la atmósfera de Saturno, trazó un mapa de más de 1,6 millones de kilómetros cuadrados de lagos y mares líquidos en la superficie de Titán. Hizo el trabajo con el instrumento de radar, que emitió ondas de radio y recogió una señal de retorno (o eco) que proporcionó información sobre el terreno y la composición y profundidad de los cuerpos líquidos, junto con dos sistemas de imágenes que podrían penetrar la gruesa atmósfera de la luna nebulosa.
Los datos cruciales para la nueva investigación se reunieron en el último sobrevuelo de Titán, realizado por Cassini el 22 de Abril de 2017. Fue la última mirada de la misión a los lagos más pequeños de la luna, y el equipo lo aprovechó al máximo. Recopilar ecos de las superficies de los lagos pequeños mientras Cassini se acercaba a Titán fue un desafío único.
"Este fue el último hurra de Cassini en Titán, y realmente fue una hazaña", dijo Lunine.
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