viernes, 19 de septiembre de 2014

Los procesos de Agregación del Tholin en la Alta Atmósfera de Titan

Titan es el único lugar fuera del planeta tierra donde existen mares y lagos, que sin ser de agua, son de metano. Ha sido larga la historia de las diferentes teorías e hipótesis que han tratado de explicar las características geológico-químicas de este cuerpo astronómico tan increíble. Desde que en 1980 la Sonda Voyager 1 lo sobrevoló reveló un mundo cubierto por una atmósfera de nitrógeno, con una presión superficial de 1.5 bares compuesta en su mayoría por nitrógeno.  Pero lo que mas causó más sorpresa fué que todo el satélite estaba  cubierto por una densa y opaca niebla de lo que eran hidrocarburos, y estos erán el resultado de la interacción entre el metano atmosférico y la influencia de la luz ultravioleta del sol. Toda esta rica creación  de hidrocarburos complejos literalmente llueven sobre la superficie de Titan, y adquieren un ciclo característico de nubes, lluvia y ríos de metano. Todas estas conformaciones de hidrocarburos complejos se les denomina Tholin, donde con temperaturas menores a -179C  y la combinación de irradiación en longitud de onda del ultravioleta del sol, propician este exótico ambiente extremo. 

Apariencia de Titan en diferentes longitudes de onda, (desde la izquierda) Visible, Infrarojo y UV.

Con la llegada de la Cassini Huygens en 2004 al sistema de Saturno, transformó con nuevos datos lo que conocíamos acerca de Titan. Las primeras imágenes enviadas por Cassini evidenciaron formaciones y estructuras geológicas inquietantes que no se lograban descifrar. Posteriormente el radar proporcionó imágenes sobre el relieve geográfico, la densa y opaca niebla de hidrocarburos impedía la observación con detalle, solo cuando la sonda Huygens inicio el descenso se pudo observar lo que eran antiguos cauces secos de ríos. Con la recepción de mas imágenes en mayor resolución se pudo contrastar la existencia de mares y lagos de metano concentrados hacia el hemisferio norte y solo unos pocos en el sur. 


Imágenes del radar de la Cassini que detallan los mares de Metano hacia el hemisferio Norte

Con el invierno en el hemisferio norte, los lagos comienzan a formarse por la condensación del metano, en cambio cuando inicia  el verano se evaporan y prácticamente los lagos desaparecen. También durante el año titanico hacia el ecuador del satélite, la fuerte influencia eólica levanta  gigantescas dunas de hidrocarburos, donde el clima y sus consecuencias son impredecibles. 


Dunas de metano  cerca al ecuador de Titan, obtenidas con el radar de la Cassini.

Frente al análisis del complejo clima que se cierne en torno a titan, la dinámica química del Tholin (C11N4H14) se caracteriza por ser un Hidrocarburo policiclico Aromático formado  mediante fotolisis. Esto quiere decir, que cuando un  fotón de alta  energía incida sobre la estructura de un compuesto químico, puede afectar los enlaces y foto-disociarlos, y en este caso, convertirlos en moléculas orgánicas complejas. La creación de Tholin se haya  en altas altitudes sobre los 1000 km en titan, esto implica que las moléculas de nitrógeno y metano que son componentes principales de la atmósfera son golpeadas por la radiación UV procedente del sol, Rayos cósmicos y otras partículas cargadas, van creando distintas cadenas de moléculas orgánicas junto con otros carbonos aromáticos, (como el benceno) que en su descenso siguen reaccionando con otros tipos de gases. Con la altura los diferentes agregados de Tholin van constituyendo punto densos de asociación, las diferencias de presión, temperatura e influencia eólica, obligan a la precipitación del agregado en forma de lluvia o en formas condensadas mas pesadas.  


Las Figuras ilustran los procesos constitutivos del Tholin en la alta Atmósfera de Titan. 

Tengo que dejar para otra la oportunidad de escribir un poco mas acerca de las consecuencias para la Astrobiologia, de la molécula compleja del Tholin y la conformación de moléculas orgánicas  en alta atmósfera. Pero hay que decir, que el conocimiento por descubrir en torno a Titan planteará la rotura de esquemas teóricos acerca de la evolución de la vida, su continuidad y permanencia. Quedan varias preguntas por responder, ¿Los procesos erosivos de Titan se reducen solo a su actividad eólica o tiene procesos endogenos como Criovulcanismo activo?; ó ¿Es Titan un pequeño mundo muerto con atmósfera?

Fuentes: 

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