Cuando Titán tuvo mares de nitrógeno

Por Daniel Marín, el 11 agosto, 2014. Categoría(s): Astronomía • Saturno • Sistema Solar • Sondasespaciales ✎ 33

Titán es famoso por ser el único mundo del Sistema Solar aparte de la Tierra con mares y lagos en su superficie. Eso sí, compuestos de metano en vez de agua. Pero, ¿siempre ha sido así? No lo sabemos, pero es muy posible que esta luna de Saturno albergase mares de nitrógeno en el pasado. Y puede que vuelva a hacerlo en el futuro.

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¿Tuvo Titán mares de metano en el pasado? (NASA/JPL).

El caso es que la presencia de metano en Titán es un verdadero misterio. No existe ninguna fuente conocida que permita explicar su origen, por lo que bien podría ser de origen relativamente reciente (en términos geológicos, obviamente). O quizás su presencia esté limitada a episodios intermitentes causados por impactos de cometas o asteroides de gran tamaño. De acuerdos con algunos modelos que intentan explicar la proporción entre los isótopos carbono-13 y carbono-12, el metano de Titán habría sido vertido a la atmósfera hace tan ‘sólo’ quinientos millones de años. Los famosos campos de dunas de material orgánico que cubren sus regiones ecuatoriales también serían muy recientes y podrían tener entre sesenta y seiscientos millones de años. En definitiva, la teoría más popular para Titán es que se trata de un ‘Calisto con atmósfera’. Es decir, un mundo geológicamente muerto que de tanto en cuanto se activa por motivos desconocidos.

Por tanto, hace más de mil millones de años la atmósfera de Titán contendría solamente nitrógeno (el metano alcanza actualmente el 5%). Sin el efecto invernadero que causa esta molécula, la temperatura de la atmósfera descendería (y eso que ya está a unos gélidos -180º C) alcanzando temperaturas del orden de -200º C. La atmósfera de Titán habría estado desprovista de metano y de las características neblinas de sustancias orgánicas de color anaranjado que ocultan su superficie en el espectro visible. Pero, teniendo en cuenta que el Sol era más débil al comienzo de la formación del Sistema Solar (la llamada ‘paradoja del Sol débil’), es posible que el nitrógeno se congelase hasta formar una corteza exterior como en el caso de Tritón, la luna de Neptuno. No obstante, la mayor cercanía al Sol y un posible albedo superior puede que permitiesen que Titán retuviese su atmósfera. Es más, quizás existieron mares y lagos de nitrógeno en los polos de esta luna de forma intermitente.

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Representación artística de la superficie de Tritón, formada por una corteza exterior de nitrógeno congelado en la que de vez en cuando surge algún que otro géiser (Wikipedia).

Dependiendo de si se formaron nubes de nitrógeno o no -un fenómeno que afecta directamente al albedo del satélite- los mares de nitrógeno habrían tenido un metro de profundidad media (con poco albedo) o tres metros (mucho albedo). Todos ellos habrían estado situados en regiones de latitud alta -por encima de los 70º- y, preferentemente, en el hemisferio norte, como los actuales lagos de metano.

La antigua presencia de mares de nitrógeno ayudaría a explicar las señales de erosión que vemos en la superficie de Titán. Incluso si los episodios en los que existió el ciclo del nitrógeno fueron intermitentes, hay que tener que la densidad del nitrógeno líquido es muy similar a la del agua, mientras que la del metano es aproximadamente la mitad. Es decir, el poder erosivo del nitrógeno es mucho mayor. En el futuro, si no hay más aportes de metano la atmósfera de Titán volverá al estado anterior con una atmósfera de nitrógeno casi puro dentro de muy poco (algunos modelos predicen que el metano desaparecerá en diez millones de años). De ser así Titán podría volver a tener mares de nitrógeno como en el pasado. Naturalmente, no todo el mundo está de acuerdo. Existen modelos que proponen un ‘Titán activo’ y que abogan por una actividad geológica continuada a lo largo de la historia de esta luna, pero a fecha de hoy lo cierto es que son minoritarios.

Todavía no sabemos si Titán tuvo alguna vez lagos de nitrógeno, pero si esta luna ya es un lugar fascinante por ser el único mundo del Sistema Solar aparte de nuestro planeta con masas de líquido en su superficie, imagina si hubiera tenido mares de nitrógeno. ¡Un mundo con dos tipos de mares! Eso sí que es alucinante.

Referencias:



33 Comentarios

    1. Hombre por la composición química de la atmósfera de Titán, con tan poco C02 y H2 (en %), creo que está difícil, así que el problema sería primero, teorizar un organismo que a base de lo que hay allí, genere Metano, que no sería imposible por lo que creo, pero mis conocimientos no me dan para decirte si es o no posible con lo que sabemos. Y luego claro está que llegase a aportar semejante cantidad de Metano, lo cual tampoco estaría muy claro.
      Total, que mucho nos falta por saber de su atmósfera para poder sacar teorías así.

    2. No podría haber teorías, porque tendrían que estar sustentadas en datos empíricos, y no tenemos absolutamente ninguno. Así que lo que se puede hacer son hipótesis (gratuitas) o conjeturas (más o menos salvajes), pero no teorías.

      No, no existe ningún impedimento a que ningún tipo de forma de vida desconocida (que previsiblemente tendría que prosperar en el interior de la Luna, muy por debajo de la superficie) genere enormes cantidades de metano que busquen su camino hasta la superficie. Claro que aplicando la navaja de Occkham, esto podría suceder por procesos químicos completamente inorgánicos, y tampoco tenemos el menor dato para poner a bailar seres vivos.

      Pero por poder ser, puede ser, naturalmente. En realidad, en nuestro actual estado de conocimientos cualquier ocurrencia es casi equiprobable, porque no tenemos la más p-idea de nada.

      Ahora, los procesos biológicos (al menos los que conocemos en la Tierra) suelen tener características muy claras (sesgo isotópico, preferencia por productos colaterales «caprichosos» frente a una creación inorgánica, etc.). Si esos seres vivos funcionasen metabólicamente como los terrestres, este tipo de detallitos aparecerían.

  1. Titán quizá esté geológicamente muerto desde el punto de vista de una actividad de su núcleo interior, pero podría tener actividad periódica debido a las fuerzas de marea gravitacional. Tengo entendido que Rhea está en una órbita en donde la resonancia de Laplace es de 7:1 con respecto a Titán (7 orbitas de Rhea por cada 1 órbita de Titán alrededor de Saturno). Sería esto suficiente para producir contracciones y distenciones de la corteza de Titán ?

    Todo lo que sale sobre el Sistema Saturno me fascina más allá de lo imaginable, es el sistema planetario que más me atrae de todo el Sistema Solar, incluso más que Marte. Si pudiera, iría primero a Saturno !

    Gran artículo !

    1. Corrección: la resonancia Laplace entre Rhea y Titán es de 7:2 (siete de Rhea por cada dos de Titán, me acabo de fijar). Leí que esto otorga bastante estabilidad orbital en la región, así que la actividad por fuerzas de marea no sería significativa.

      1. No creo que haya tardado menos. Si la tierra tiene 4500 millones de años y los registros fosiles mas antiguos datan de hace 3500 millones, requieres al menos mil millones solo para las formas mas elementales. Ni hablar de formas de vida complejas y consolidadas, que se dieron apenas hace 500 millones, con la explosión cámbrica.

        1. Sobre las hipótesis biogénicas, yo apostaría por la existencia de un océano de agua por debajo de la corteza visible de hielo, y que la abundancia de material orgánico se trasladara, de alguna manera, a la superficie, creando un ciclo de hidrocarburos superior, donde, incluso a lo mejor la vida extrema ha logrado dar el salto y cambiar el uso del agua como líquido intracelular por metano a temperaturas extremas.

          Así, el cambio atmosférico de Titán podría ser similar a la aparición de oxígeno en nuestro planeta. El oxígeno es un residuo metabólico de las plantas en nuestro planeta. Quizás en Titán ha ocurrido lo contrario. Las «plantas» de titán (quizás baterianas solamente) expulsan hidrocarburos fuera de la célula y guardan algún tipo de oxidante en su interior, de forma que al juntar el metano con el oxidante celular diera lugar a la energía química metabólica.

          Quizás las bajas temperaturas favorezcan esa ruta alternativa de operar al contrario que en la tierra. O sea una alternativa evolutiva, en tanto si el entorno acumula una de las dos partes (el combustible o el oxidante), la célula solo necesita almacenar el otro. Los dos en el ambiente supondría la destrucción de ambos compuestos de forma poco útil para las bacterias y almacenar los dos es más complejo e ineficiente.

          Quizás en ese océano de baja temperatura subterráneo, hielos de agua y amoniaco se derriten y las bacterias han transformado en metano. Metano que si se acumula en la corteza exterior se puede congelar y geológicamente transportar hacia la zona superficial, donde se vuelve líquido generando el ciclo atmosférico que vemos.

          Por imaginar, que no quede.

        2. La Tierra tiene 4.500 millones de años, pero probablemente hasta hace unos 3.800 millones de años su corteza estaba en su mayoría fundida en varias ocasiones, así que probablemente no había vida antes de eso, o la que había se extinguió. Por otra parte, aunque los primeros fósiles son de hace 3.480 millones de años, las primeras evidencias de vida (grafito de origen biológico del oeste de Groenlandia) son de hace 3.700 millones de años. Así que la vida probablemente tardó como mucho 100 millones de años en originarse.

          Las pruebas de que hasta hace 3.800 millones de años estaba fundida la corteza en su mayor parte son:

          – El bombardeo intenso tardío se produjo hace entre 4.100 millones y 3.800 millones de años. Así que, aunque la Tierra estuviera lo bastante fría para tener corteza, los meteoritos la habrían vuelto a derretir durante esa época.

          – Las rocas más antiguas que se conocen son la mayoría de hace 3.800 millones de años, con una de hace 4.000 millones de años, y pequeños cristales de zirconio (incrustados en rocas más jóvenes) de hace 4.400 millones de años. Esto apunta a que la corteza probablemente se fundió a menudo hasta hace 3.800 millones de años.

        3. Existen indicios (que no pruebas) para pensar que hace (!) 4.000 millones de años había seres vivos en la Tierra (las pruebas geoquímicas ponen el registro más antiguo conocido en 3.800 millones de años). Esto como todo está sujeto a permanente revisión, pero lo cierto es que el registro paleofósil (valga la rebuznancia), lo único que hace es retrotraer cada vez más en el tiempo esa fecha. Por otro lado, existen teorías para todos los gustos (más de media docena con cierto soporte entre geólogos planetarios) sobre cómo evolucionó la corteza terrestre o cuán rápido las cortezas se estabilizaron. Baste por ejemplo pensar que hasta hace nada se pensaba que una hipótesis plausible sobre el origen del agua terrestre provenía del bombardeo cometario (hipótesis que no es por colgarme medallas siempre me pareció un calzador típico para meter a hostias datos que no cuadran), y desde el descubrimiento que debe haber una salvajada de agua atrapada en los minerales del manto se está yendo rápidamente por el retrete.

          Es como lo que comento arriba, cuando no sabemos prácticamente nada pensar que existen suelos firmes es una boutade de tres pares de cojones. Dicho sea de paso, las rocas más antiguas datadas de la superficie terrestre tienen algo más de 4.000 millones de años, y la más antigua conocida la trajeron los apolonautas de la Luna: 4.460 millones de años. Y es que este planeta recicla mucho xD.

          1. Esta bien lem pondremos hipotesis e indicios para k no te enfades. Tengo una botella de oxigeno por aki o prefieres metano

          2. Antonio, son varios, y si no me patina la neurona creo haber leído algo en naukas al respecto hace no muchos meses. Es que en realidad no sabemos nada, si la vida se originó fuera del planeta y «llovió» de alguna manera es irrelevante lo que podamos buscar/encontrar aquí. Las hipótesis presentes parten de la premisa (completamente gratuita y sustentada en absolutamente nada) de que los seres vivos se originaron en este planeta por algún proceso convergente (o casi fatalista, digamos), esto es un prejuicio puro y duro. No sabemos absolutamente nada ni tenemos la menor idea, la realidad es esta.

            La prueba (prueba-prueba) tangible de vida más antigua data de 3,7 eones, grafito biogénico. Por no despeinarme, el artículo de la en-Wiki trae dos links a dos estudios, este de NS retrotrae las pruebas más antiguas a 4.250 millones de años:
            http://www.newscientist.com/article/dn14245-did-newborn-earth-harbour-life.html

            En general, la historia de la ciencia nos dice que, parafraseando la famosa frase de Sagan, a grandes avances grandes descubrimientos. Está claro que no tenemos ni puta idea de cómo empezó la vida, ni siquiera tenemos un cuadro aproximado, y las moléculas orgánicas (si es que la vida empieza con ellas y no con otra cosa a modo de andamio y luego cambia de envase) están casi por doquier (desde nubes moleculares hasta cuerpos planetarios). Esto sólo se resolverá, en mi opinión, precisamente, investigando fuera de la Tierra.

          3. Prefiero la botella de oxígeno. Para cocinar, mejor el gas ruso (además el precio de Gazprom es inigualable, incluso a los rusófobos, fíjate lo que cobran el decámetro cúbico y el precio final de la compañía suministradora), y si hay insuficiencia respiratoria casi que mejor el oxígeno, ¿no?

          4. Ah, sí, me suena lo del C-12/13, aunque no recordaba que fuera tan antiguo.

            Sobre lo primero que dices, bueno, creo que la panespermia también tiene sus partidarios entre los científicos, aunque no tantos como el origen terrestre. Yo últimamente también me inclino por la panespermia, sobre todo porque los primeros organismos que conocemos son bastante complejos. No hemos encontrado ningún rastro de algo más simple que las bacterias/arqueas. Quizás en Marte lo haya.

          5. Además, entre las bacterias/arqueas hay bastantes extremófilos que sobrevivirían bien en el espacio, dentro de un meteorito.

  2. Y esa «sopa de verduras» atmóférica que hace que la atmósfera sea tan opaca que no se puede ver la superficie en el rango de lo visible, no son acaso partículas orgánicas ?.

    Titán sería más bello si no tuviera esa capa de gases que bloquean la luz y la vista de su superficie, que tengo entendido que es finísima y en un porcentaje muy pequeño en comparación con toda la atmósfera existente !

  3. En cuento leo la frase ‘Calisto con atmósfera’ pierdo el interes total de titan, que todo lo que vemos ahora y en lo que vivimos nosotros, desaparecera en en futuro, que desperdicio.

  4. Vaya entrada más descorazonadora, hay metano pero no se sabe de donde viene. Hasta que no lo descubramos pensaremos que desaparecerá con el tiempo.

    No lo veo claro, me parece raro que en Titán hace relativamente poco(en términos de tiempo geológico) haya surgido el metano como por arte de magia. Se necesita una hipótesis realista (un poco mas que la de las vacas) para justificar su presencia.

  5. Cuando leo estos comentarios siento que los humanos todavía una oportunidad. Puedo dormir tranquilo y mañana mirar a mi hija con esperanza de un futuro.

  6. De acuerdo en que la humanidad no sabe nada respecto a la historia del universo, apenas y empezamos a descubrir que existe la biblioteca, todavia nos falta conocer su direccion para poder entrar y darnos cuenta que esta llena de millones de secciones y distribuida en varios pisos a lo largo de varias cuadras……..

    Vaya, no sabemos ni como se origino el agua en la tierra, por que esa teoria volcanica de vapores de agua no me la creo, y la otra de grandes piscinas voladoras (meteoritos) tampoco…….

    Tenemos el conocimiento equivalente a 1 grando de arena en el mar. Eso es lo unico que si sabemos al 100%…..

    El secreto de la vida es algo que tal ves jamas lleguemos a comprender, pero el hecho es que esta se abre paso en los medios mas duros y dificiles sin importarle un coño, a partir de aqui, las probabilidades son infinitas..

  7. Tengo una duda, porque se dice que Titan (aparte de la Tierra, claro) es el unico planeta/luna con mares? Acaso ya terminamos de descubrir o visitar todas las lunas o planetas de nuestro sistema solar? Yo pienso que aun nos falta muchisimo por descubrir, y no sera el unico planeta/luna con mar…. si supieramos todo lo que hay por alli escondido..

  8. Un Titán de nitrógeno, ¿tendría una atmósfera transparente en la que se daría dispersión Rayleigh como en nuestra atmósfera, de modo que sus mares al reflejar ese azul parecerían azules -azul oscuro más bien, dada la mucho menor radiación solar recibida desde la distancia de Saturno-?

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Por Daniel Marín, publicado el 11 agosto, 2014
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