¿Desaparecerán los lagos de Titán en el futuro?

Titán es el único mundo del Sistema Solar además de la Tierra que posee lagos y mares. También es la única luna con una atmósfera densa, una atmósfera en la que el metano ocupa el lugar del agua en la Tierra. Pero desde que la sonda Cassini llegó al sistema de Saturno y comenzó a estudiar este apasionante mundo, una teoría se ha ido abriendo camino entre la comunidad científica. Según esta teoría, los lagos y la atmósfera de Titán serían un fenómeno pasajero (en escalas de tiempo geológicas, claro está). De ser cierta, los mares de Titán tienen los días contados.

Los grandes mares de Titán. A la izquierda la imagen del SAR. A la derecha del VIMS (NASA).

¿Pero cómo saber si es correcta? Pues observando los cambios en el nivel de los lagos de la luna, una tarea nada sencilla. Según la hipótesis más aceptada en el pasado, el nivel de metano-etano de los mismos varía de acuerdo con las estaciones de Titán. Cuando es invierno en el hemisferio norte, las precipitaciones de metano provocan que los mares polares aumenten su volumen, mientras que los lagos del hemisferio sur se evaporan. Desde un principio quedó patente que este ciclo del metano no es simétrico, pues los lagos del hemisferio norte son mucho más numerosos y extensos independientemente de la estación. Mientras que en el hemisferio sur sólo hay un lago de tamaño importante -Ontario Lacus-, en el hemisferio norte nos encontramos con grandes masas líquidas como el Ligeia Mare, el Punga Mare o el Kraken Mare. Es posible que esta asimetría entre hemisferios esté causada por el equivalente titánico de los ciclos de Milankovich.

Lagos del hemisferio norte en la imagen del VIMS comparados con la vista del radar (NASA).

El problema que se presenta a los investigadores es que observar los mares del hemisferio norte no es nada fácil. La densa atmósfera de Titán impide fotografiar la superficie en el visible, aunque el espectrómetro VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) de Cassini es capaz de atravesar este velo al trabajar en la región del infrarrojo correspondiente a la longitud de onda de cinco micras. No obstante, hasta 2009 el hemisferio norte estaba sumido en la oscuridad de la noche polar, haciendo imposible la obtención de fotografías por parte de VIMS. Además, hasta hace un par de años la 'capucha' de hidrocarburos que se forma en la atmósfera sobre las regiones polares ha dificultado el trabajo de VIMS. Como resultado, las únicas imágenes de la superficie del hemisferio norte habían sido obtenidas por el radar de apertura sintética (SAR). Y determinar la correspondencia entre las características que aparecen en las imágenes de radar y las imágenes en infrarrojo es todo un quebradero de cabeza.

No obstante, desde 2010 la Cassini ha sido capaz de estudiar los mares del hemisferio norte con VIMS, lo que ha permitido comparar imágenes en infrarrojo con los datos del radar. El resultado es que la extensión de su superficie de los mares ha permanecido constante todo este tiempo. O lo que es lo mismo, apenas se ha evaporado líquido. Buenas noticias, podríamos pensar. Si los mares son estables, eso debe indicar que la teoría que mencionamos al principio es falsa. Pues no. Paradójicamente, es todo lo contrario. Si estos datos son ciertos, los mares de Titán desaparecerán en el futuro.

¿Cómo puede ser eso posible? Veamos. Si los mares estuviesen formados principalmente por metano, deberían haberse evaporado parcialmente desde el comienzo de la primavera en el hemisferio norte. Pero no ha sido así, por lo que la única explicación posible es que el metano constituye una fracción muy pequeña de los mismos. Por consiguiente, el etano -menos volatil- debe ser el compuesto mayoritario de los lagos y mares. La presencia de etano en los lagos titánicos no es nueva y desde hace décadas se ha sospechado que este compuesto debe formar parte de los mismos. De hecho, el etano fue el primer compuesto químico identificado claramente en un lago de esta luna (Ontario Lacus). Sin embargo, ahora sabemos que los lagos deben ser de etano casi en un 100%.

El etano procede de la fotodisociación del metano en la atmósfera a unos 700 kilómetros de altura por culpa de la luz ultravioleta del Sol. La cantidad de etano en la atmósfera es muy pequeña, pero los lagos y mares debieron formarse mediante lluvia de etano. El etano atmosférico forma aerosoles, mientras que el etano de los lagos se debe filtrar lentamente en la corteza de hielo para formar clatratos. O sea, que sus reservas disminuyen continuamente. Hasta ahora se suponía que el metano de los lagos constituía una enorme reserva líquida que reemplazaría el metano que escapa al espacio constantemente, pero obviamente esto no es posible si están compuestos de etano casi en exclusiva. Se cree que los mares y lagos de Titán pueden almacenar entre 10.000 y 30.000 kilómetros cúbicos de hidrocarburos, pero en cualquier caso el volumen de las reservas líquidas en Titán es pequeño comparado con el de las reservas atmosféricas, justo lo contrario que en la Tierra. O en otras palabras, las reservas de metano de Titán son menores de lo que se esperaba.

Ciclo del metano en Titán generado por un impacto hace unos quinientos millones de años (C. Sotin et al.).

Un modelo simple capaz de explicar estos datos podría ser el siguiente: hace varios cientos de millones de años, el impacto de un asteroide liberó grandes cantidades de metano a la atmósfera, creando la neblina anaranjada de hidrocarburos característica de Titán y los inmensos campos de dunas de compuestos orgánicos. El impacto pudo crear algunos criovolcanes en la corteza, aunque éste es aún un tema controvertido. Con el tiempo, el metano generó etano, el cual dio lugar a los lagos y mares de la superficie. Al no haber evidencias de que exista actualmente una fuente de metano procedente del interior de la luna (criovulcanismo), las reservas de este compuesto se agotarán más rápido de lo previsto. Y con ellas, las de etano. ¿Cuánto tiempo? Difícil saberlo. Podrían existir 'metaníferos' bajo la superficie que prolongarían la presencia de metano en la atmósfera de forma significativa, pero es muy posible que en unas pocas decenas de millones de años los mares y lagos de Titán sean historia.

Si se esta teoría resulta ser cierta, nuestra especie ha tenido mucha suerte de nacer justo cuando podemos disfrutar los mares de Titán. Una gran oportunidad que no debemos desperdiciar.

Referencias:

• Observations of Titan’s Northern lakes at 5 lm: Implications for the organic cycle and geology, C. Sotin et al. (Icarus, diciembre 2010).
• Titan's Methane World - Not Built to Last?
• Titan's Methane: Going, Going, Soon to Be Gone?