La luna più grande di Saturno, Titano, è l’unico posto, oltre alla Terra, ad avere un’atmosfera e liquidi sotto forma di fiumi, laghi e mari sulla sua superficie. A causa della sua temperatura estremamente bassa, i liquidi su Titano sono fatti di idrocarburi come metano ed etano, e la superficie è fatta di ghiaccio d’acqua solido.
Un nuovo studio pubblicato su The Planetary Science Journal, guidato da scienziati planetari presso l’Università delle Hawaii a Mānoa, ha rivelato che il gas metano potrebbe anche essere intrappolato nel ghiaccio, formando una crosta distinta spessa fino a 9-10km, che riscalda il guscio di ghiaccio sottostante e potrebbe anche spiegare l’atmosfera ricca di metano di Titano.
Il team di ricerca, guidato dalla ricercatrice associata Lauren Schurmeier e che include anche Gwendolyn Brouwer, dottoranda, e Sarah Fagents, direttrice associata e ricercatrice, presso l’Hawaii Institute of Geophysics and Planetology (HIGP) presso la UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), ha osservato nei dati della NASA che i crateri da impatto di Titano sono centinaia di metri meno profondi del previsto e su questa luna sono stati identificati solo 90 crateri.
“Questo è stato molto sorprendente perché, in base ad altre lune, ci aspettiamo di vedere molti più crateri da impatto sulla superficie e crateri molto più profondi di quelli che osserviamo su Titano”, ha affermato Schurmeier. “Ci siamo resi conto che qualcosa di unico di Titano deve farli diventare meno profondi e farli scomparire relativamente in fretta”.
Per indagare su cosa potrebbe esserci dietro questo mistero, i ricercatori hanno testato in un modello al computer come la topografia di Titano potrebbe rilassarsi o rimbalzare dopo un impatto se il guscio di ghiaccio fosse coperto da uno strato di ghiaccio isolante di clatrato di metano, un tipo di ghiaccio d’acqua solido con gas metano intrappolato all’interno della struttura cristallina.
Poiché la forma iniziale dei crateri di Titano è sconosciuta, i ricercatori hanno modellato e confrontato due plausibili profondità iniziali, basate su crateri freschi di dimensioni simili su una luna ghiacciata di dimensioni simili, Ganimede.
“Utilizzando questo approccio di modellazione, siamo stati in grado di limitare lo spessore della crosta di clatrato di metano a 5-10 chilometri perché le simulazioni che utilizzavano quello spessore producevano profondità dei crateri che corrispondevano meglio ai crateri osservati”, ha affermato Schurmeier. “La crosta di clatrato di metano riscalda l’interno di Titano e provoca un rilassamento topografico sorprendentemente rapido, che si traduce in una riduzione della profondità dei crateri a una velocità vicina a quella dei ghiacciai caldi in rapido movimento sulla Terra”.
Atmosfera ricca di metano
Stimare lo spessore del guscio di ghiaccio di metano è importante perché potrebbe spiegare l’origine dell’atmosfera ricca di metano di Titano e aiutare i ricercatori a comprendere il ciclo del carbonio di Titano, il “ciclo idrologico” basato sul metano liquido e i cambiamenti del clima.
“Titano è un laboratorio naturale per studiare come il gas serra metano si riscalda e circola nell’atmosfera“, ha affermato Schurmeier. “Gli idrati di clatrato di metano della Terra, trovati nel permafrost della Siberia e sotto il fondale marino artico, si stanno attualmente destabilizzando e rilasciando metano. Quindi, le lezioni di Titano possono fornire importanti spunti sui processi che avvengono sulla Terra”.
Struttura di Titano
La topografia osservata su Titano ha senso alla luce di queste nuove scoperte. E limitare lo spessore della crosta di ghiaccio di clatrato di metano indica che l’interno di Titano è probabilmente caldo, non freddo, rigido e inattivo come si pensava in precedenza.
“Il clatrato di metano è più forte e più isolante del normale ghiaccio d’acqua“, ha affermato Schurmeier. “Una crosta di clatrato isola l’interno di Titano, rende il guscio di ghiaccio d’acqua molto caldo e duttile e implica che il guscio di ghiaccio di Titano è o era in lenta convezione”.
“Se esiste vita nell’oceano di Titano sotto lo spesso guscio di ghiaccio, qualsiasi segno di vita (biomarcatori) dovrebbe essere trasportato sul guscio di ghiaccio di Titano dove potremmo accedervi più facilmente o visualizzarli con missioni future“, ha aggiunto Schurmeier. “È più probabile che ciò accada se il guscio di ghiaccio di Titano è caldo e in convezione”.
Con la missione NASA Dragonfly su Titano programmata per il lancio a luglio 2028 e l’arrivo nel 2034, i ricercatori avranno l’opportunità di effettuare osservazioni ravvicinate di questa luna e di indagare ulteriormente sulla superficie ghiacciata, incluso un cratere chiamato Selk.
