Spazio

Il clima è cambiato anche su Titano

Le analisi dei vasti campi di dune presenti su Titano e il loro confronto con  strutture simili presenti sulla Terra mostrano che nel passato la più grande luna di Saturno è stata soggetta a un importante cambiamento climatico.

La sonda Cassini sta studiando Saturno e le sue lune dal 2004. Tra queste, Titano, il maggiore dei 62 satelliti con orbite confermate del pianeta degli anelli, è l'unico del Sistema Solare a essere avvolto da una densa atmosfera, costituita prevalentemente di azoto e da un 1,6% di metano, e ad avere sulla sua superficie diversi bacini stabili di metano e propano liquidi (su Titano la temperatura superficiale è di circa -180 °C).

L'"occhio" che vede oltre le foschie. Una costante coltre di nebbia formata da idrocarburi impedisce agli strumenti di Cassini che lavorano nella banda visibile dello spettro di osservare la superficie di Titano. Per fortuna, però, la sonda è dotata di un altro strumento in grado di penetrare attraverso l’opaca e spessa atmosfera della luna e sondare quindi la sua misteriosa superficie: un radar che opera ad una lunghezza d’onda di 2,2 cm.

Immagine di cinque regioni della superficie di Titano ricoperte da strutture (dune e mega yardang) simili a quelle presenti nei deserti terrestri. © NASA/JPL-Caltech/ASI/ESA

Un corpo planetario dinamico. Le osservazioni radar di Titano, effettuate nel corso degli oltre 10 anni della missione, hanno rivelato numerose caratteristiche superficiali: letti di fiumi, mari e laghi di metano liquido, e vasti campi di dune che coprono fino al 17% della superficie del gigantesco satellite (5.150 km di diametro) e che formano vasta una banda che attraversa le regioni equatoriali di Titano. Queste dune hanno una larghezza tipica di 1-2 km, lunghe circa 100 km, distanti tra di loro 1-4 km e allineate lungo l'asse est-ovest, parallele cioè ai venti equatoriali che spirano su questa luna.



Uno studio comparativo. Tuttavia, è difficile studiare in dettaglio superficie di Titano a causa della risoluzione limitata delle immagini radar (al massimo di circa 300 metri). Per ottenere una migliore comprensione di queste formazioni, gli scienziati planetari che analizzano i dati raccolti nel corso della missione hanno studiato le caratteristiche di analoghe strutture presenti nei deserti terrestri per cercare di capire la natura e l’origine di quelle che si trovano su Titano, un metodo noto come planetologia comparata.

In particolare, sono state studiati due tipi di strutture: le dune lineari e i mega yardang, creste rocciose formate dall'erosione eolica di strati rocciosi alternativamente teneri e duri situati in antichi bacini lacustri. Mentre le dune lineari sono dovute all'azione diretta del vento che sposta e deposita i granelli di sabbia, i mega yardang sono provocati dall'erosione dovuta al vento.

La Terra (al centro) con indicate le regioni ingrandite nei riquadri che riportano le immagini radar di morfologie superficiali presenti nei deserti terrestri e simili a quelle presenti su Titano. © NASA/JPL-Caltech/ASI/ESA

Per effettuare il confronto, sono state usate le immagini radar di dune lineari nel Grande Mare di Sabbia in Egitto e nel Deserto del Namib (Africa sud-occidentale) e di mega yardang nei deserti di Lut (Iran) e Borkou (Chad) riprese dal satellite TerraSAR-X che è dotato di un radar simile quello di Cassini.

Studiando gli echi dei segnali radar di ciascuna regione terrestre, è stato possibile ricostruire un modello in grado di riprodurre fedelmente i segnali radar per ogni tipo di terreno. Grazie a questo modello, si è potuto distinguere tra i vari tipi di dune costituite da sabbia e tra i due tipi di yardang, quelli giovani dell'Iran e quelli antichi del Chad. Lo stesso modello è stato quindi applicato ai dati radar di Titano.

Molte similitudini con la Terra. I risultati ottenuti sono chiari: il Belet Sand Sea, una regione equatoriale di Titano osservata nel 2008, risulta essere popolata da una serie di dune lineari, alcune paragonabili a quelle del deserto egiziano e altre simili a quelle del deserto del Namib.

Altre due regioni, riprese tra il 2009 e il 2012, sembrano invece essere popolate da strutture che ricordano i mega yardang terrestri. Si tratta della prima identificazione di queste strutture su Titano. Si sospetta che, mentre le dune si sono formate a seguito della deposizione di particelle di composti organici (toline) condensatisi nell'atmosfera, i mega yardang si siano formati a seguito dell'erosione di sedimenti lasciati da antichi laghi prodotta dai venti che spirano su Titano.

Attualmente, le uniche regioni di Titano in grado di mantenere etano e metano stabili in superficie allo stato liquido sono quelle polari, dove infatti sono concentrati quasi tutti i mari e i laghi di idrocarburi. Tuttavia, sono stati rilevati vaste aree occupate da mega yardang anche a latitudini inferiori, lontane dai poli.

Indizi di un cambiamento climatico. Il fatto che a latitudini medie su Titano siano presenti strutture di questo tipo significa che un tempo queste regioni erano anch’esse ricoperte da bacini di idrocarburi allo stato liquido. Dato che attualmente non esistono laghi in quelle regioni, ciò rappresenta un forte indizio che nel passato il più grande satellite di Saturno ha subito un cambiamento climatico di notevole intensità.

9 novembre 2015 Mario Di Martino
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