Imagen de Titán, la mayor luna de Saturno - NASA/JPL
Titán, cada vez más parecido a la Tierra
A medida que lo estudian, los científicos van encontrando cada vez más parecidos entre Titán, la mayor luna de Saturno, y la Tierra. Desde el espacio, en efecto, su densa atmósfera, sus lluvias, sus mares y lagos, recuerdan mucho el paisaje de nuestro propio planeta. Es cierto que esos lagos no son de agua, sino de metano, pero aún así Titán es el único mundo del Sistema Solar, junto al nuestro, donde hay grandes extensiones líquidas sobre la superficie. Junto a ellas, a menudo los vientos forman dunas, que también son muy similares a las terrestres, aunque en lugar de estar compuestas de silicatos están hechas de hidrocarburos.
Con todo, y a pesar de las diferencias, el enigmático paisaje de Titán evoca a la Tierra primitiva. Puede que hace miles de millones de años, antes de que el oxígeno entrara en escena, nuestro propio mundo fuera muy similar a lo que hoy vemos en Titán.
¿Pero cómo pudieron formarse allí paisajes tan parecidos a los de la Tierra a partir de elementos tan diferentes? Esa es la pregunta que impulsó al geólogo Mathieu Lapôtre, de la Universidad de Stanford, a reunir un equipo de investigadores para averiguar cómo pueden formarse granos de arena, dunas o lechos rocosos similares a los nuestros a partir de hidrocarburos. Los resultados de la investigación, publicados en ' Geophysical Research Letters', revelan un proceso que es capaz de resolver el enigma.
«Nuestro modelo -explica Lapôtre- agrega un marco unificador que nos permite comprender cómo funcionan juntos todos estos entornos sedimentarios. Si entendemos cómo encajan las diferentes piezas del rompecabezas y su mecánica, entonces podemos empezar a usar los accidentes geográficos fruto de esos procesos sedimentarios para decir algo sobre el clima o la historia geológica de Titán, y cómo podrían afectar a las posibilidades de vida allí».
¿Arena de hidrocarburos?
Antes de poner a punto su modelo, sin embargo, Lapôtre y sus colegas tuvieron que hacer frente a una cuestión peliaguda. Los hidrocarburos, que son compuestos orgánicos básicos, son mucho más frágiles que los granos de silicatos que forman las arenas y las dunas de la Tierra. ¿Cómo pudieron entonces llegar esos hidrocarburos a transformarse en granos capaces formar estructuras mayores sin descomponerse o ser arrastrados por el viento?
Aquí, en la Tierra, la erosión hace que las rocas y los minerales se desgasten, formando granos de polvo que se sedimentan con el tiempo y que eventualmente, con ayuda de la presión, el agua o el calor, pueden volver a convertirse en rocas, que volverán después a erosionarse. De este modo, los materiales se reciclan continuamente en las distintas capas del planeta a lo largo de millones de años.
Los paisajes de Titán
Según los investigadores, las dunas, las llanuras y los terrenos escarpados de Titán debieron formarse por medio de un proceso similar. Solo que a diferencia de la Tierra, Marte o Venus, donde el material geológico dominante son rocas derivadas de silicatos, los sedimentos de Titán están hechos de compuestos orgánicos sólidos. Y hasta ahora los científicos no habían conseguido averiguar cómo esos compuestos orgánicos pueden transformarse en granos de polvo que, arrastrados por los vientos y a lo largo del tiempo geológico, conforman el paisaje que podemos ver en esa luna de Saturno.
«Dado que los vientos transportan granos -explica Lapôtre-, los granos chocan tanto entre sí como con la superficie. Estas colisiones tienden a disminuir el tamaño del grano a lo largo del tiempo. Lo que nos faltaba era el mecanismo de crecimiento que pudiera contrarrestar eso y permitir que los granos de arena mantuvieran un tamaño estable en el tiempo».
Los investigadores hallaron la respuesta aquí, en la Tierra, al observar un tipo de sedimentos llamados ooides, pequeños granos esféricos que suelen encontrarse en mares tropicales poco profundos. Los ooides se forman cuando alrededor de un grano, por ejemplo de cuarzo, se van adhiriendo capas de carbonato de calcio procedente del agua.
Lo que hace que los ooides sean únicos es su formación a través de la precipitación química, lo que permite que crezcan, al mismo tiempo que el proceso de erosión ralentiza ese crecimiento a medida que las olas y las tormentas aplastan los granos unos contra otros. Estos dos mecanismos en competencia se equilibran a lo largo del tiempo para formar un tamaño de grano constante, un proceso que los investigadores sugieren que también podría estar ocurriendo en Titán.
Según Lapôtre, «logramos resolver la paradoja de por qué pudo haber dunas de arena en Titán durante tanto tiempo a pesar de que los materiales son muy débiles. Presumimos que la sinterización, que involucra la fusión de granos vecinos en una sola pieza, podría contrarrestar la abrasión cuando los vientos transportan los granos».
Un modelo convincente
Armados con esta hipótesis capaz de explicar la formación de sedimentos en Titán, Lapôtre y sus colegas crearon un modelo utilizando los datos disponibles sobre su clima y la dirección de sus vientos, que transportan los sedimentos que a su vez dan lugar a las diferentes formaciones geológicas: dunas cerca del ecuador, llanuras en las latitudes medias y terrenos escarpados y laberínticos cerca de los polos.
Los datos de la misión Cassini, que entre 2004 y 2017 estudió las lunas de Saturno e incluso hizo aterrizar una sonda en Titán, revelan que los vientos son comunes en las zonas ecuatoriales, lo que respalda la idea de que allí se podrían crear más granos de arena fina, un componente esencial de las dunas. En las latitudes medias, con menos agentes atmosféricos que favorecen la erosión, los granos serían más gruesos, convirtiéndose en el lecho rocoso que conforma las llanuras de Titán. Granos gruesos que también son necesarios para que se formen los escarpados terrenos que se aprecian cerca de los polos.
Los investigadores creen, en efecto, que esos riscos podrían ser similares a los karsts de piedra caliza de la Tierra, aunque en Titán estarían hechos de areniscas orgánicas. Además, las lluvias y los ríos son mucho más abundantes cerca de los polos, lo que hace más probable que esa sea la forma, y no el viento, en que los sedimentos se mueven en esas regiones.
«Estamos mostrando -concluye Lapôtre- que en Titán, al igual que en la Tierra y que en Marte en el pasado, tenemos un ciclo sedimentario activo que puede explicar la distribución latitudinal de los paisajes a través de la abrasión episódica y la sinterización impulsada por las estaciones. Es fascinante pensar en cómo existe este mundo alternativo tan lejano, donde las cosas son tan diferentes y, sin embargo, tan similares».
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