Lluvias de metano

El 27 de julio de 2006 investigadores españoles de la Universidad del País Vasco en Bilbao, Ricardo Hueso y Agustín Sánchez-Lavega, publicaron en la revista Nature[] un artículo estudiando la formación de tormentas de metano líquido en Titán. Según este estudio se producen cada cierto tiempo, cuando se dan las condiciones apropiadas de humedad y temperatura, "fuertes tormentas" que descargan precipitaciones importantes de metano. Los investigadores han formulado un modelo que demostraría que estas tormentas y las subsiguientes precipitaciones de metano serían las causantes de los cauces y estructuras fluviales de reciente formación detectadas por la sonda Cassini/Huygens.
El modelo publicado en Nature demuestra que puede haber tormentas y llover en la superficie. De este modo Titán y la Tierra serían los únicos lugares en el Sistema Solar en los que llueve sobre su superficie. Las simulaciones numéricas por ordenador han demostrado que las nubes rápidas y brillantes observadas en Titán pueden desencadenar lluvias de metano con gotas de este líquido de hasta 5 mm de radio. Según estos autores estas tormentas se desencadenan en cuestión de horas de forma similar a como lo hacen las tormentas terrestres. Las tormentas de metano, capaces de alcanzar en su desarrollo vertical los 35 kilómetros de altura, producirían en cuestión de horas densas nubes de metano y copiosas precipitaciones de gotitas líquidas de este compuesto, semejantes a las más intensas trombas de agua que se producen en las tormentas terrestres.
Una de tales tormentas -del tamaño de la India- ha sido detectada mediante el uso de observaciones con telescopios terrestres y el telescopio de infrarrojos Spitzer en la región tropical de Titán, una zona que en la que no se habían visto nubes. Tras su formación se desplazó en dirección sureste generando nuevos sistemas nubosos
En el mismo número de Nature se publica un estudio de Tetsuya Tokano de la Universidad de Colonia, Alemania, donde se estudia la lluvia de metano en forma de rocío sobre la superficie de Titán en la región de descenso de la sonda Huygens. Los datos de Huygens indican la presencia de una baja y apenas visible nube de metano-nitrógeno que libera gotas de lluvia que caen hacia la superficie de Titán todo el tiempo, produciendo, en total, unos 50 litros por m2 de precipitación anual.
Una comparación de imágenes tomadas en 2004 y 2005 muestra cambios en lagos situados en el polo S de la Luna, los cuales han sido atribuidos a una tormenta de metano que ha llenado tales lagos, muy posiblemente causada por la actividad meteorológica existente allí.

Superficie

Xanadu es la región blanca brillante cercana al ecuador del satélite y a la derecha de la zona oscura.
Tortola Facula, posible criovolcán en Titán observado por la sonda Cassini.A pesar de las densas capas de niebla que rodean a Titán el instrumento VIMS a bordo de la misión Cassini/Huygens fue capaz de obtener esta imagen infrarroja de la superficie de la luna mostrando una superficie cubierta de diferentes materiales en el hemisferio sur. También se puede apreciar una región circular que podría ser un cráter en el norte. La brillante mancha blanca en el hemisferio sur cerca del polo podría ser una formación meteorológica en la nube de metano.
Hasta los reiterados pasos de la sonda Cassini los mapas de la superficie de Titán eran poco precisos debido a la opacidad de la atmósfera. Mediante las imágenes en 1994 del Telescopio Espacial Hubble se descubrió una región que se denominó extraoficialmente Xanadu, por la antigua capital de verano del imperio mongol, y de su señor Kublai Khan. Es un área grande del tamaño de Australia, e inicialmente no estaba claro el tipo de terreno que era y se pensó en que se trataba de mares de metano. Los lagos de hidrocarburo podrían haber sido perceptibles observando luz del sol que se refleja en la superficie de cualquier líquido, pero no se ha observado ninguna reflexión especular. Imágenes de la nave espacial Cassini revelaron que la región de Xanadu, poseía características geológicas similares a la Tierra, con colinas, valles y dunas de arena oscura, cortadas por cauces similares a los ríos de la Tierra. Xanadú, es una inmensa zona de Titán cuya altura es considerablemente más elevada que el promedio, se trata pues de un continente. En octubre de 2007 en imágenes tomadas con los telescopios VLT y Keck, se ha detectado metano líquido en la parte baja de la atmósfera de Titán y sobre el continente, se trata de lluvia de metano que según la nota de prensa  conjunta entre los observatorios de ESO y de los telescopios Keck, podría estar producida por una fenómeno análogo a la lluvia costera en la Tierra. La bruma ascendería por las laderas de las montañas al amanecer, se enfriaría, y se condensaría en forma de gotas de lluvia.

La presencia de lagos ha sido descubierta por la nave Cassini en julio de 2006 cerca del polo norte de Titán. Cassini ha tomado fotos de mayor resolución de estos rasgos, y también ha descubierto enigmáticos rasgos lineales que algunos científicos han sugerido pueden indicar actividad tectónica.
Durante el acercamiento a Titán del 26 de octubre de 2004, se observó una superficie lisa con pocos cráteres de impacto; hasta la fecha sólo se conocen unos pocos, los cuales incluyen un cráter de 440 kilómetros de diámetro y varios anillos conocido cómo Menrva, otro llamado Sinlap de suelo liso y 80 kilómetros de diámetro,[] otro con pico central y suelo oscuro llamado Ksa, que tiene 30 kilómetros de diámetro., y finalmente uno de de 112 kilómetros de diámetro con pico central pequeño, suelo llano, y de forma algo irregular aún sin nombre. Además, se han descubierto diversas estructuras crateriformes que quizás sean cráteres de impacto, pero que carecen de ciertos rasgos que faciliten su identificación de manera segura. Esto sugiere que la luna tiene una superficie activa que se renueva constantemente. Las primeras imágenes de radar han revelado un mundo complejo, con unas áreas rugosas y otras lisas. Hay rasgos que parecen de origen volcánico cómo por ejemplo Ganesa Macula, la cual fue estudiada con el radar de la sonda tanto durante ése sobrevuelo cómo en uno posterior acontecido durante el 13 de enero de 2007 y que es interpretada cómo un volcán que funcionaría a bajas temperaturas por lo que se ha denominado crio-volcán y que probablemente arroja agua mezclada con amoníaco, aunque otras interpretaciones cómo un cráter de impacto también han sido sugeridas. Otros rasgos que se sospechan de origen criovolcánico son una cuenca descubierta cerca del polo sur (aunque también se ha sugerido que puede ser un cráter de impacto degradado y lleno de materiales sedimentarios ó el producto de un colapso debido a metano existente bajo la superficie), que quizás haya estado llena de hidrocarburos líquidos,[ y Hotei Arcus, un rasgo brillante en el infrarrojo y quizás variable con el tiempo que muestra estructuras posiblemente causadas por el fluir de fluidos tan viscosos cómo la lava terrestre, así cómo canales seguramente excavados por lluvias de metano y la presencia de compuestos distintos a los que se hallan a su alrededor; se sospecha que ahora hay cierta actividad allí, lo cual de confirmarse convertiría a ésta estructura en el primer criovolcán activo descubierto en Titán
Recientes análisis de los datos enviados por Cassini -cómo la presencia de depósitos temporales de hielo de amoniaco (que se cree se halla en el interior de Titán) en la superficie parecen dar un fuerte espaldarazo a la presencia de criovulcanismo, aunque no todos los científicos están de acuerdo con dichos análisis.
Durante los diversos acercamientos a Titán de la sonda Cassini se han observado más detalles gracias sobre todo al uso de su radar.Destacan en particular formaciones lineales interpretadas cómo campos de dunas,lo que parecen ser cráteres de impacto,canales seguramente producidos por metano líquido similares a los vistos por la sonda Huygens en su descenso,y lo que parece ser una línea de costa en el hemisferio S de la luna.
Las temperaturas en la superficie de ésta luna son del orden de 90 K. y la presión cercana a 1.4 bar. En estas condiciones el metano estaría por debajo de su punto de saturación y no existirían lagos o ríos de metano. Otros hidrocarburos formados a partir del metano, como el etano sí podrían estar saturados y en estado líquido en la superficie constituyendo una analogía con el agua en la Tierra. Estos depósitos líquidos podrían contener importantes cantidades de metano disueltos.
Durante el sobrevuelo del día 25 de octubre de 2006, han sido descubiertas mediante el uso del instrumento VIMS las que son las montañas más altas de Titán hasta la fecha, con una longitud de 150 kilómetros, una anchura de 30 kilómetros, y una altura de 1,5 kilómetros. Éstas montañas parecen estar hechas de hielo cubierto por una especie de "nieve" de material orgánico. En ése mismo sobrevuelo, también ha sido descubierto lo que parece ser un nuevo criovolcán.

Dunas ecuatoriales

El 5 de mayo de 2006 se publicó en la revista Science que mediante observaciones de radar de la nave Cassini, se había descubierto que Titán tiene dunas de color marrón oscuro que se elevan unos 150 metros sobre la superficie y corren paralelas, una al lado de la otra, en el ecuador de Titán. Una de estas dunas tiene 1500 kilómetros de largo. Se extienden a lo largo de cientos de kilómetros en Titán. De acuerdo con las mediciones del instrumento VIMS, las dunas de Titán probablemente están compuestas de un núcleo central de hielo de agua rodeado por materia orgánica, estimándose que la "arena" formada por ésos granos es un poco más granulosa, pero menos densa que la terrestre o la marciana y que los granos tienen el tamaño de granos de café. Este trabajo se basó en las imágenes tomadas en el mes de octubre de 2005.
Se han encontrado dunas, aparte de la Tierra en Marte y Venus. Titán tiene una densa atmósfera, pero está tan alejado del Sol que los científicos dudaban de que la atmósfera tuviese la suficiente energía para desarrollar los vientos necesarios para erosionar y apilar la arena. La enorme gravedad de Saturno crea fuerzas mareas en la atmósfera de Titán, que si es comparada con la que ejerce la Tierra sobre la Luna, es 400 veces mayor. Los modelos de computadora revelan que estas mareas serían los responsables de los vientos cercanos a la superficie de Titán. Los tipos de dunas observadas con forma longitudinal o lineal son características de su formación por vientos.
Es posible que las mareas de viento acarreen sedimentos oscuros desde latitudes altas hacia el ecuador y formen así el cinturón oscuro de Titán. Se presume que estas dunas se forman cuando la lluvia de metano líquido erosiona partículas de rocas de hielo. Así pues la región ecuatorial del satélite no estaría formada por mares sino que sería una zona desértica, aunque en latitudes más altas podría haber lagos de metano; según se cree, la "arena" se forma mediante la fusión de partículas de materia orgánica del tamaño de partículas de humo que precipitan desde la atmósfera, y no por erosión cómo ocurre en la Tierra. Una prueba a favor de ésta teoría es que los granos parecen tener poca agua y bastante material orgánico.
Recientemente, la NASA ha hecho público un mapa en el que se muestra el patrón global de dichas dunas. De acuerdo con los resultados publicados, la dirección predominante de los vientos cerca de la superficie es hacia el este y no hacia el oeste cómo se pensó en un principio

Lagos de metano

Las observaciones continuadas por parte de la sonda Cassini han permitido explorar con menor grado de detalle áreas mucho mayores que la región sobre la que aterrizo Huygens. Algunas de las imágenes así obtenidas sugieren la presencia de lagos líquidos de metano en la superficie.
La sonda Cassini, utilizando su sistema de radares, captó el 21 de julio de 2006 dos "manchas oscuras", similares a los lagos terrestres, que constituyen una "poderosa evidencia" de que hay depósitos de hidrocarburos en el satélite. Las "manchas" miden 420 kilómetros por 150, y 475 por 150 y están en el polo norte de Titán, es decir, donde aún son más bajas las temperaturas, dado que el satélite tiene un ángulo de inclinación de su eje de 27 grados, lo que le hace tener —como la Tierra, donde el ángulo es de 23 grados— estaciones y zonas más frías.
La sonda Cassini, en su sobrevuelo de Titán del día 23 de septiembre de 2006, descubrió más posibles lagos cerca del polo norte. El primero se localiza a 74º Norte y 65º Oeste, y tiene un tamaño de 20 × 25 kilómetros. Muestra claramente las líneas de costa y se observan varias bahías estrechas y una península. En otra imagen se ven dos lagos comunicados de unos 60 × 40 kilómetros. Están localizados a 73º Norte y 46º Oeste, y uno de ellos tiene manchas más claras, lo que podría indicar que se está secando lentamente según se aproxima el verano al hemisferio norte.
En el sobrevuelo del día 9 de octubre de 2006 han sido descubiertos más de 75 posibles lagos en las proximidades del polo norte de Titán, entre 70ºN y 83ºN.
También han sido descubiertas estructuras similares —los primeros en un sobrevuelo acaecido el día 2 de octubre de 2007, así cómo estructuras causadas por el fluir de líquidos, en la región polar del hemisferio S. El hecho de que parezca haber menos de ellas en ésa zona que en su equivalente del hemisferio N, así cómo la presencia de lo que posiblemente son cuencas de lagos secos es consistente con la teoría de que dichas estructuras son lagos que se llenan durante el invierno y se secan durante el verano titaniano.
Con todo, el mayor de todos los posibles lagos conocido hasta la fecha ha sido descubierto durante un sobrevuelo acontecido el día 22 de febrero de 2007. Con una superficie de más de 100.000 km2, es mayor que el Lago Superior en América del Norte y en proporción es mayor que el Mar Negro, lo cual ha llevado a los científicos ha considerarlo un mar más que un lago. Recientemente (3 de enero de 2007) la revista Nature publica el descubrimiento de que estos lagos son de metano líquido y se llenan bien por lluvia o por depósitos de metano líquido del subsuelo, siendo lo primero es bastante pausible al verse los barrancos que las alimentan. Éste descubrimiento ha sido confirmado en un sobrevuelo realizado en diciembre de 2007, en el cual se han detectado de manera inequívoca hidrocarburos líquidos en uno de tales posibles lagos (Ontario Lacus), el cual en concreto está situado en el polo S de Titán.
Otras pruebas de que dichas estructuras están llenas de líquido —probablemente metano— son la baja reflectividad en el radar, la cual indica profundidades de al menos decenas de metros así cómo la presencia de islas. , y que una comparación de imágenes tomadas por radar en diferentes sobrevuelos muestra cómo están desapareciendo lagos en el hemisferio S de Titán, algo interpretado cómo que se están evaporando.

Ficha