Los lagos de hidrocarburos de Titán se formaron como los lagos terrestres

La luna de Saturno Titán es el hogar de mares y lagos llenos de hidrocarburos líquidos, ¿pero qué forma las depresiones en la superficie? Un nuevo estudio con datos de Cassini, misión conjunta de la NASA y la ESA, sugiere que la superficie del satélite se disuelve en un proceso que es similar a la creación de sumideros en la Tierra.

Aparte de la Tierra, Titán es el único cuerpo del sistema solar del que se sepa que posee lagos y mares superficiales, que han sido observados por la nave espacial Cassini. Pero a las gélidas temperaturas superficiales de Titán -aproximadamente -180 grados Celsius- el metano líquido y el etano, en lugar del agua, dominan al equivalente de Titán, hecho de hidrocarburos, al agua de la Tierra.

Cassini ha identificado dos formas de depresiones rellenas de metano y etano, que crean características distintivas cerca de los polos de Titán. Hay vastos mares de varios cientos de kilómetros de diámetro y de hasta varios cientos de metros de profundidad, alimentados por canales fluviales y ramificados similares.

También hay numerosos lagos superficiales más pequeños, con bordes redondeados y paredes escarpadas que se encuentran generalmente en áreas planas. Cassini también ha observado muchas depresiones vacías.

Los lagos generalmente no están asociados con los ríos, y se cree que se llenan por las lluvias y los líquidos que los alimentan desde el subsuelo. Algunos de los lagos se llenan y se secan de nuevo durante el ciclo estacional de 30 años de Saturno y Titán. Pero se sabe poco sobre cómo exactamente se produjeron en primer lugar las depresiones que albergan los lagos.

Modelado kárstico

Recientemente, un equipo de científicos se dirigió a nuestro planeta en busca de la respuesta. Descubrieron que los lagos de Titán son una reminiscencia de lo que se conoce como modelado kárstico en la Tierra.

Se trata de paisajes terrestres creados por la erosión de rocas solubles, tales como piedra caliza y yeso, en las aguas subterráneas y las precipitaciones que se filtran a través de las rocas. Con el tiempo, esto lleva a que se formen dolinas (valles) y cuevas en climas húmedos, y salinas donde el clima es más árido.

La tasa de erosión que crea tales formaciones depende de factores tales como la química de las rocas, la tasa de precipitaciones y la temperatura de la superficie. Aunque todos estos aspectos son claramente diferentes entre Titán y la Tierra, los investigadores piensan que el proceso subyacente puede ser sorprendentemente similar.

Un equipo dirigido por Thomas Cornet, de la Agencia Espacial Europea (ESA) calculó cuánto tiempo haría falta para que los terrenos de la superficie de Titán se disolvieran, creando estas formaciones. Asumieronque la superficie está cubierta de material orgánico sólido, y que los principales agentes de disolución son los hidrocarburos líquidos, y tuvieron en cuenta los modelos actuales del clima de Titán.

50 millones de años

Los científicos descubrieron que harían falta alrededor de 50 millones de años para crear una depresión de 100 metros en las relativamente lluviosas regiones polares de Titán, en consonancia con la edad juvenil de la superficie de la luna.

"Comparamos las tasas de erosión de los materiales orgánicos por los hidrocarburos líquidos en Titán con los de los minerales evaporíticos y los carbonatos por el agua líquida de la Tierra", dice Cornet en la nota de prensa de la NASA. "Encontramos que el proceso de disolución se produce en Titán unas 30 veces más lento que en la Tierra debido a la duración más larga de los años de Titán y al hecho de que sólo llueve durante el verano. Sin embargo, creemos que la disolución es una causa importante de la evolución del paisaje de Titán y podría ser el origen de sus lagos".

Además, los científicos calcularon el tiempo que haría falta para que se formaran depresiones lacustres en latitudes más bajas, donde hay menos precipitación. La escala de tiempo, mucho más larga, de 375 millones de años, es consistente con la ausencia relativa de depresiones en estas ubicaciones geográficas.

Incertidumbres

"Por supuesto, hay algunas incertidumbres: La composición de la superficie de Titán no está bien determinada del todo, y tampoco lo están los patrones de precipitación a largo plazo, pero nuestros cálculos son todavía consistentes con las formaciones que vemos hoy en la relativamente joven -de mil millones de años- superficie de Titán", dice Cornet.

"Al comparar las formaciones de la superficie de Titán con ejemplos de la Tierra y aplicando unos cálculos sencillos, hemos encontrado procesos de formación similares que podrían estar produciéndose en regímenes climáticos y químicos muy diferentes", dice Nicolas Altobelli, científico del proyecto Cassini de la ESA. "Este es un gran estudio comparativo entre nuestro planeta y un mundo dinámico a más de mil millones de kilómetros de distancia en el sistema solar exterior."

Esta investigación fue publicada recientemente en la revista Journal of Geophysical Research, Planets.

Referencia bibliográfica:

Thomas Cornet, Daniel Cordier, Tangui Le Bahers, Olivier Bourgeois, Cyril Fleurant, Stéphane Le Mouélic, Nicolas Altobelli: Dissolution on Titan and on Earth: Toward the age of Titan's karstic landscapes. Journal of Geophysical Research: Planets (2015). DOI: 10.1002/2014JE004738.