Corte transversal de la superficie y subsuperficie de Titán, con un posible modelo de la estructura de los depósitos subsuperficiales. Crédito: ESA/ATG medialab.
La misión Cassini de NASA/ESA ha revelado cientos de lagos y mares en la región polar norte de la luna Titán de Saturno. Estos lagos están llenos no de agua, sino de hidrocarburos, una forma de compuesto orgánico que también se puede encontrar en la Tierra y que incluye el metano. Se cree que la gran mayoría del líquido de los lagos de Titán es repuesta por lluvia producida por las nubes de su atmósfera. Pero la forma en que los líquidos se mueven y circulan a través de la corteza y atmósfera de Titán aún es relativamente desconocida.
Un estudio reciente examinó cómo interactuaría la lluvia de metano de Titán con los materiales congelados dentro de los depósitos subsuperficiales. El equipo descubrió que la formación de materiales llamados clatratos cambia la composición química de los vertidos de lluvia que recarga estos “acuíferos” de hidrocarburos. Este proceso lleva a la formación de depósitos de propano y etano que pueden alimentar algunos ríos y lagos.
Una cantidad importante de los lagos de Titán podría estar conectada con masas de líquido ocultas bajo la corteza de la luna, pero no se sabía cómo interactuarían. Ahora, gracias a esta nueva investigación se tiene una mejor idea de cómo podrían ser estos lagos u océanos ocultos.
El equipo de investigación modeló cómo un depósito subsuperficial de hidrocarburos líquidos se dispersaría a través de la porosa corteza congelada de Titán. Descubrieron que, en el fondo de la reserva original, que contiene metano de lluvia, se formaría lentamente un segundo depósito. Esta reserva secundaria estaría compuesta por clatratos.
Los clatratos son compuestos en que el agua forma una estructura de cristal con pequeñas “jaulas” que atrapan otras sustancias como metano y etano. Los clatratos que contienen metano se pueden encontrar en algunos sedimentos polares y oceánicos de la Tierra. En Titán, la presión y temperatura superficial deberían permitir que se formaran clatratos cuando los hidrocarburos líquidos hacen contacto con el hielo de agua, que es un componente importante de la corteza de esta luna. Estas capas de clatrato podrían permanecer estables a varios kilómetros bajo la superficie de Titán.
Una de las propiedades de los clatratos es que atrapan y dividen moléculas en una mezcla de fases líquidas y sólidas, en un proceso llamado fraccionamiento. Los depósitos subsuperficiales de clatrato en Titán interactuarían con el metano líquido y lo fraccionarían, cambiando lentamente la composición del lago de origen. Eventualmente, el acuífero original se convertiría en uno de propano o etano.
Un aspecto importante es que las transformaciones químicas que tienen lugar bajo tierra afectarían la superficie de Titán. Los lagos y ríos alimentados por brotes de propano o etano procedente de los depósitos subsuperficiales, mostrarían el mismo tipo de composición, mientras que aquellos alimentados por lluvias contendrían una parte importante de metano. Esto significa que los investigadores podrían examinar la composición de los lagos superficiales de Titán para aprender algo acerca de lo que está ocurriendo bajo la superficie.
El artículo “Equilibrium composition between liquid and clathrate reservoirs on Titan” fue publicado en la edición del 1 de septiembre de 2014 de la revista Icarus.
Fuente: Cassini
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