Cassini ayuda a comprender el origen de las dunas de Titán

La respuesta al misterio de las formaciones de dunas en la luna Titán de Saturno, ha resultado ser la influencia del viento. Sólo que no de la forma en que muchos científicos esperaban.

Dunas de Titán (superior) y dunas de la Tierra (inferior).

Los principios básicos que describen la rotación de las atmósferas planetarias y los datos de la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea, apoyaban modelos de circulación que mostraban vientos superficiales generalmente soplando de este a oeste alrededor del cinturón ecuatorial de Titán. Pero cuando la nave espacial Cassini de la NASA, obtuvo las primeras imágenes de las dunas en Titán, en 2005, la orientación de las dunas sugirió que las arenas -y por tanto los vientos- se desplazaban en dirección opuesta, es decir, de oeste a este.
Un nuevo artículo publicado por Tetsuya Tokano en la revista Aeolian Research busca explicar la paradoja. Explica que los cambios estacionales parecen invertir los patrones del viento en Titán, durante un corto lapso. Estas ráfagas, que se producen intermitentemente, durante quizá dos años, barren de oeste a este y son tan fuertes que hacen un trabajo de transporte de arena más efectivo que los habituales vientos superficiales, de este a oeste. Esos vientos de este-oeste no parecen poseer fuerza suficiente para mover grandes cantidades de arena.
Un artículo de perspectiva, relacionado con el trabajo de Tokano, realizado por el científico de radar de Cassini Ralph Lorenz, autor principal en un artículo de 2009 de cartografía de las dunas, aparece en la edición de esta semana de la revista Science.
"Era difícil de creer que podría haber vientos permanentes de oeste a este, según lo sugerido por la apariencia de las dunas", dijo Tokano, de la Universidad de Colonia, Alemania. "El drástico cambio de viento tipo monzón, alrededor del equinoccio, resulta ser la clave".
Las dunas cruzan a través de los vastos mares de arenas de Titán sólo en latitudes dentro de 30 grados del ecuador. Tienen cerca de un kilómetro de ancho y decenas a cientos de kilómetros de largo. Pueden elevarse a más de 100 metros de altura. Las arenas que forman las dunas parecen estar hechas de partículas de hidrocarburos orgánicos. Generalmente, las dorsales de las dunas corren de oeste a este, ya que el viento aquí generalmente arroja arena a lo largo de líneas paralelas al ecuador.
Los científicos predijeron que los vientos en las latitudes bajas alrededor del ecuador de Titán deberían soplar de este a oeste porque en latitudes más altas el viento promedio sopla de oeste a este. Las fuerzas de viento deben estar balanceadas, según los principios básicos de la rotación de atmósferas.
Tokano volvió a analizar un modelo por computadora de la circulación global de Titán, en 2008. Ese modelo, al igual que otros de Titán, fue adaptado a partir de los desarrollados para la Tierra y Marte. Tokano agregó nuevos datos sobre la topografía y la forma de Titan basado en los datos de radar y gravedad de Cassini. En su nuevo análisis, Tokano también observó con más detalle las variaciones en el viento en diferentes puntos, en el tiempo, en lugar de los promedios. Allí aparecieron los períodos de equinoccio.
Los equinoccios se producen dos veces en el año de Titán, que dura aproximadamente 29 años de la Tierra. Durante el equinoccio, el Sol brilla directamente sobre el ecuador y el calor crea la surgencia en la atmósfera. La mezcla turbulenta hace que los vientos se inviertan y se aceleren. En la Tierra, este tipo poco común de reversión del viento ocurre en el Océano Índico, en épocas de transición entre monzones.
Los vientos inversos episódicos, en Titán, parecen soplar a alrededor de 1 a 1,8 metros por segundo. El umbral para el movimiento de arena parece ser aproximadamente 1 metro por segundo, una velocidad que los vientos típicos de este a oeste nunca parecen superar. Las formaciones de dunas, esculpidas por fuertes y breves episodios de viento pueden encontrarse en la Tierra en los mares de arena del norte de Namib, en Namibia, África.
"Éste es un descubrimiento sutil; sólo profundizando en las estadísticas de los vientos en el modelo podría ser resuelta esta angustiante paradoja", dijo Ralph Lorenz, científico del radar de Cassini, en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland. "Este trabajo también es tranquilizador para la preparación de futuras misiones propuestas hacia Titán, en la que podremos llegar a estar más seguros en la predicción de los vientos que puedan afectar la precisión del descenso de módulos de aterrizaje, o el desplazamiento de globos".
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