Titán está recubierto de una corteza aislante rica en metano

Científicos planetarios de la Universidad de Hawái en Manoa han revelado que la luna más grande Saturno, Titán tiene una corteza aislante rica en metano de hasta casi 10 kilómetros de espesor.

Esta capa calienta la capa de hielo subyacente y también puede explicar la atmósfera rica en metano de Titán, el único lugar conocido, aparte de la Tierra, que tiene una atmósfera y líquidos en forma de ríos, lagos y mares en su superficie. Estos hallazgos se publican en The Planetary Science Journal.

Debido a su temperatura extremadamente fría, los líquidos de Titán están hechos de hidrocarburos como metano y etano, y la superficie está hecha de hielo de agua sólida.

El equipo de investigación observó en los datos de la NASA que los cráteres de impacto de Titán son cientos de metros más superficiales de lo esperado y solo se han identificado 90 cráteres en esta luna.

"Esto fue muy sorprendente porque, basándonos en otras lunas, esperamos ver muchos más cráteres de impacto en la superficie y cráteres que son mucho más profundos que los que observamos en Titán", dijo en un comunicado el investigador asociado Lauren Schurmeier. "Nos dimos cuenta de que algo exclusivo de Titán debe estar haciendo que se vuelvan más superficiales y desaparezcan con relativa rapidez".

Para investigar qué podría haber detrás de este misterio, los investigadores probaron en un modelo informático cómo la topografía de Titán podría relajarse o recuperarse después de un impacto si la capa de hielo estuviera cubierta con una capa de clatrato de metano aislante, un tipo de hielo de agua sólida con gas metano atrapado dentro de la estructura cristalina.

Dado que se desconoce la forma inicial de los cráteres de Titán, los investigadores modelaron y compararon dos profundidades iniciales plausibles, basadas en cráteres de aspecto reciente de tamaño similar en una luna helada de tamaño similar, Ganímedes.

"Usando este enfoque de modelado, pudimos limitar el espesor de la corteza de clatrato de metano a 5 a 10 kilómetros porque las simulaciones que usaban ese espesor producían profundidades de cráter que coincidían mejor con los cráteres observados", dijo Schurmeier.

"La corteza de clatrato de metano calienta el interior de Titán y provoca una relajación topográfica sorprendentemente rápida, lo que da como resultado un aplanamiento de los cráteres a una velocidad cercana a la de los glaciares cálidos de rápido movimiento en la Tierra".

Calcular el espesor de la capa de hielo de metano es importante porque puede explicar el origen de la atmósfera rica en metano de Titán y ayuda a los investigadores a comprender el ciclo del carbono de Titán, el "ciclo hidrológico" basado en metano líquido y el cambio climático.

"Titán es un laboratorio natural para estudiar cómo el gas de efecto invernadero metano se calienta y circula por la atmósfera", dijo Schurmeier. "Los hidratos de clatrato de metano de la Tierra, que se encuentran en el permafrost de Siberia y debajo del fondo marino del Ártico, están desestabilizando y liberando metano. Por lo tanto, las lecciones de Titán pueden proporcionar información importante sobre los procesos que ocurren en la Tierra".

La topografía observada en Titán tiene sentido a la luz de estos nuevos hallazgos. Y la limitación del espesor de la corteza de hielo de clatrato de metano indica que el interior de Titán probablemente sea cálido, no frío, rígido e inactivo como se pensaba anteriormente.

"El clatrato de metano es más fuerte y aislante que el hielo de agua normal", dijo Schurmeier. "Una corteza de clatrato aísla el interior de Titán, hace que la capa de hielo de agua sea muy cálida y dúctil, e implica que la capa de hielo de Titán está o estaba en convección lenta".

"Si existe vida en el océano de Titán bajo la gruesa capa de hielo, cualquier signo de vida (biomarcadores) tendría que ser transportado hacia arriba por la capa de hielo de Titán hasta donde pudiéramos acceder a ellos o verlos más fácilmente con futuras misiones", agregó Schurmeier. "Es más probable que esto ocurra si la capa de hielo de Titán es cálida y está en convección".

La misión Dragonfly de la NASA a Titán, cuyo lanzamiento está previsto para julio de 2028 y su llegada en 2034, permitirá a los investigadores realizar observaciones cercanas de esta luna e investigar más a fondo su superficie helada, incluido un cráter llamado Selk.