5 de septiembre de 2014

Sorpresa en el subsuelo de Titán


La misión Cassini (NASA/ESA) ha revelado cientos de lagos y mares repartidos por la región del polo norte de Titán. Pero a diferencia de otros lagos del satélite, estos están libres de metano. Se cree que la gran mayoría del líquido en los lagos de Titán son repuestos por la lluvia procedente de las nubes del satélite.

Se desconoce todavía cómo se mueven los líquidos tanto a través de la corteza como de la atmósfera de Titán. Pero un reciente estudio dirigido por Olivier Mousis, investigador asociado de la misión Cassini en la Université Franche-Comté (Francia) ha analizado cómo las lluvias de metano de Titán podrían interactuar con materiales helados en depósitos subterráneos.

La función de los clatratos

Encontraron que la formación de clatratos cambia la composición química de la escorrentía de la lluvia. Este proceso conduce a la formación de depósitos de propano y etano que pueden enriquecer algunos ríos y lagos. "Sabíamos que una fracción significativa de los lagos en la superficie de Titán podría estar relacionada con masas líquidas ocultas bajo su corteza, pero no sabíamos cómo iban a interactuar", afirma Mousis.

Mousis y sus colegas de la Cornell University, (Estados Unidos) y del JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA en Pasadena (Estados Unidos), han modelado la forma de un depósito de hidrocarburos en el subsuelo y han estudiado como estos líquidos se difunden a través de los materiales porosos de la corteza helada de Titán. Concluyeron que en la parte inferior del depósito original, donde se puede encontrar metano procedente de las precipitaciones, se iría formando lentamente un segundo depósito de clatratos.

Imagen 1: Corte transversal de una zona acuosa de Titán provista de un depósito subterráneo de clatratos. Créditos: ESA/ATG medialab.

Los clatratos son compuestos en los que el agua forma estructuras de cristales con pequeñas jaulas que atrapan otras sustancias como el metano y el etano. En la Tierra, los clatratos que contienen metano se encuentran en algunos sedimentos polares y oceánicos. En Titán, la presión en superficie y la temperatura permiten a los clatratos formarse cuando los hidrocarburos líquidos entran en contacto con el hielo de agua. Estas capas de clatrato podrían permanecer estables a una profundidad de varios kilómetros bajo de la superficie de Titán.

La función del segundo depósito

Una de las peculiaridades de los clatratos es que atrapan y dividen las moléculas en una mezcla de fases líquida y sólida en un proceso llamado fraccionamiento. Los embalses de clatratos presentes en el subsuelo de Titán podrían interactuar y fraccionar el metano líquido desde el lago subterráneo original cambiando lentamente su composición. De este modo, el acuífero de metano original se convertiría en uno de propano o etano.

"Nuestro estudio muestra que la composición de los depósitos de líquidos subterráneos de Titán puede cambiar de manera significativa a través de su interacción con el subsuelo helado, siempre que los embalses están aislados de la atmósfera durante un período de tiempo", comenta Mathieu Choukroun de JPL, uno de los co-autores del estudio.

Es importante destacar que las transformaciones químicas que tienen lugar bajo tierra afectarían a la superficie de Titán. Lagos y ríos alimentados por los depósitos de propano o etano gaseosos mostrarías el mismo tipo de composición, mientras que los alimentados por la precipitación serían diferente y contendrían una fracción significativa de metano. Esto significa que los investigadores pudieron examinar en Titán la composición de los lagos en superficie para conocer mejor lo que está sucediendo bajo tierra.

Y no olvidemos algo muy importante: Titán en la actualidad podría parecerse en gran medida a lo que fue la Tierra primigenia.
Los resultados de esta investigación se han publicado en la edición impresa de la revista Icarus con fecha 1 de septiembre de 2014. La investigación fue financiada por el Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) y la NASA.

El equipo de investigación está formado por Olivier Mousis (Université de Franche-Comté (UTINAM CNRS/INSU), Francia; Center for Radiophysics and Space Research en la Cornell University, Estados Unidos), Mathieu Choukroun (Jet Propulsion Laboratory, Estados Unidos), Jonathan I. Lunine (Center for Radiophysics and Space Research en la Cornell University, Estados Unidos) y Christophe Sotin (Jet Propulsion Laboratory, Estados Unidos).
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Referencias:

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