Científicos de Caltech miden la profundidad cambiante en los lagos de Titán

Concepción artística de TitánEn la Tierra, los niveles de los lagos suben y bajan con las estaciones y con los cambios en el clima a largo plazo, tales como precipitación, evaporación y añadidos y eliminaciones de residuos líquidos. Ahora, por primera vez, los científicos han encontrado sólidas evidencias de cambios similares en el nivel de los lagos en la mayor luna de Saturno – Titán – el único otro lugar del Sistema Solar que parece tener un ciclo hidrológico con líquido permanente en la superficie.

Usando datos recopilados por la sonda Cassini de la NASA a lo largo de cuatro años, los investigadores – liderados por el estudiante graduado Alexander G. Hayes del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y Oded Aharonson, profesor asociado de ciencias planetarias en Caltech — han obtenido dos líneas distintas de evidencias que demuestran una caída de aproximadamente 1 metro por año en los niveles de los lagos del hemisferio sur de Titán. La bajada es el resultado de la evaporación estacional del metano líquido de los lagos – los cuales, debido a las gélidas temperaturas (aproximadamente menos 150 Celsius en los polos), están compuestos en gran parte de metano líquido, etano y propano.

“Es realmente emocionante debido a que, en este lejano objeto, somos capaces de ver una caída a escala de metros en la profundidad de los lagos”, dice Hayes. “No sabíamos si Cassini sería siquiera capaz de ver estas cosas”.

Uno de los lagos – Ontario Lacus (llamado así por el Lago Ontario de la Tierra, que tiene un tamaño similar) – es el lago mayor del hemisferio sur, y fue el primer lago en observarse en la luna. En un artículo enviado a la revista Icarus, Hayes, Aharonson, y sus colegas informan de que la línea de costa del Ontario Lacus retrocedió aproximadamente 10 kilómetros desde junio de 2005 a julio de 2009, un periodo de tiempo que representa mediados de verano a otoño en el hemisferio sur de Titán. (Un año de Titán dura 29,5 años terrestres).

El Ontario Lacus y otros lagos del hemisferio sur fueron analizados usando datos de imágenes del Radar Sintético de Apertura (SAR) de la nave Cassini. En los datos de radar, las características suaves – tales como lagos – aparecen como áreas oscuras, mientras que los rasgos más marcados – tales como cadenas montañosas – aparecen más brillantes. La intensidad del radar proporciona información sobre la composición y rugosidad de las características de superficie. Además de los datos de SAR, se recopilaron datos de altimetría de radar — que mide el tiempo que necesitan las señales de microondas en rebotar en una superficie y volver a la nave – a lo largo de un transecto del Ontario Lacus en diciembre de 2008.

“La combinación de medidas de SAR y altimetría a lo largo del transecto dio información sobre las propiedades de absorción del líquido, y defiende que los líquidos son hidrocarburos relativamente puros compuestos de metano y etano y no una pegajosa brea”, dice Aharonson.

“El líquido no es un gran atenuante”, explica Hayes, “lo que significa que es bastante claro a la energía del radar – es decir, transparente, como el gas natural líquido”. Debido a esto, el radar puede ver a través de los lagos líquidos de Titán hasta una profundidad de varios metros. “El radar entonces impacta en el suelo, y rebota”, dice. “O, si el lago tiene una profundidad mayor de varios metros, el radar se absorbe por completo, produciendo una señal ‘negra’”.

Una vez que se conocieron las propiedades ópticas del líquido, los investigadores pudieron usar los datos de radar para “ver” el lecho del lago bajo el líquido – al menos hasta la profundidad en la que la señal está completamente atenuada. “Cómo de lejos de la costa puedes ver viene determinado por la pendiente local del lecho del lago, o batimetría”, dice Hayes. “Esto nos dio la capacidad de cambiar las señales de radar y convertirlas en profundidades”, y de esta forma calcular la pendiente del lecho alrededor de todo el lago.

“Fuimos capaces de determinar la batimetría del lago hasta una profundidad de unos 8 metros”, dice. El lago es menos profundo y con una pendiente más suave a lo largo del borde sur, en áreas donde se acumulan sedimentos. A lo largo de la costa este, la pendiente del lago es más pronunciada. “Esto es lo que llamamos la ‘cabeza de playa’”, dice Hayes. La pendiente es muy pronunciada a lo largo de la parte norte del lago, donde choca contra un grupo de montañas.

“Los cambios que vemos en la pendiente son consistentes con la geología alrededor del lago”, dice Hayes. Las medidas de batimetría y sus correlaciones geológicas se debaten en dos artículos distintos de Hayes, Aharonson, y sus colegas, que han sido aceptados para su publicación en Journal of Geophysical Research (JGR).

Los investigadores compararon las imágenes de los lagos obtenidas a lo largo de cuatro años, y encontraron que el Ontario había menguado. “La cantidad que ha retrocedido el lago está relacionada con la pendiente – es decir, donde el lago es más superficial, el líquido habrá retrocedido más”, dice Hayes. “Esto nos permite deducir la altura vertical que ha perdido la profundidad del lago, que es de aproximadamente 1 metro por año”.

Los investigadores también analizaron la evaporación del metano procedente de lagos cercanos comparando las señales de radar de estos lagos medidas en diciembre de 2007, con datos obtenidos en mayo de 2009. A lo largo de ese periodo, la “aparente oscuridad” de los lagos – indicador de la presencia de un líquido que atenúa el radar — decreció o desapareció por completo, lo cual indica que los niveles de líquido habían sido reducidos. Los investigadores fueron capaces de calcular la caída en la profundidad del lago, “y obtuvimos el mismo resultado: 1 metro por año de pérdida de líquido”, dice Aharonson.

Los lagos del hemisferio norte de Titán – que ahora está entrando en la primavera – también ha sudo cubiertos múltiples veces por instrumentos de radar, pero hasta el momento no se han detectado cambios análogos concluyentes.

Esto no significa que no hayan tenido lugar cambios, no obstante. “Esperamos que tengan lugar, pero no sabemos cómo se manifestarían en los datos si los lagos del norte son significativamente más profundos. Seguiremos buscando este efecto en futuras imágenes de radas, para desentrelazar las variaciones estacionales de las variaciones climáticas a largo plazo que propusimos anteriormente”, señala Aharonson.

El trabajo descrito en los dos artículos – “Transient Surface Liquid in Titan’s Polar Regions from Cassini”, enviado a Icarus, y “Bathymetry and Absorptivity of Titan’s Ontario Lacus”, aceptado por JGR – estuvo apoyado por el Proyecto Cassini y el Programa de Investigación de Estudiantes Graduados de la NASA, y se llevó a cabo en colaboración con miembros del Equipo Científico de RADAR de Cassini.


Autor: Kathy Svitil
Fecha Original: 15 de julio de 2010
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Comment (1)

  1. si hubieran subido los niveles del lago dirian que fue por el calentamiento global :mrgreen:

    muy buena noticia felicidades a la mision cassini :D

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