15 de julio de 2010
Radar Science Team, NASA/ JPL/ Caltech
En la Tierra, los niveles de los lagos suben y bajan con las estaciones del año y con los cambios de clima a largo plazo, a medida que la precipitación, evaporación y escorrentía, agregan y remueven el líquido. Ahora, por primera vez, los científicos han encontrado pruebas convincentes para los cambios de nivel de lagos similares sobre el mayor satélite natural de Saturno, Titán, el otro lugar en el Sistema Solar donde se vio un ciclo hidrológico con líquido elevándose sobre la superficie.
Utilizando datos recogidos por la nave espacial Cassini, de la NASA, en un lapso de cuatro años, los investigadores — liderados por el estudiante graduado Alexander G. Hayes del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y Oded Aharonson, profesor asociado de ciencias planetarias en Caltech — han obtenido dos líneas separadas de la evidencia que muestra aproximadamente 1 metro por cada año de caída en los niveles de los lagos en el hemisferio sur de Titán. La disminución es el resultado de la evaporación estacional de metano líquido de los lagos — que, debido a las frías temperaturas de Titán (aproximadamente 185 C bajo cero, en los polos), se componen en gran parte de metano líquido, etano y propano.
“Es realmente emocionante porque, en este objeto distante, somos capaces de ver esta escala métrica de disminución en la profundidad del lago”, dice Hayes. “No sabíamos que Cassini incluso sería capaz de ver estas cosas”.
Uno de los lagos: Ontario Lacus (en honor al lago Ontario de la Tierra, que es de tamaño comparable) — es el lago más grande del hemisferio sur, y fue el primer lago a observarse en Titán. En un artículo presentado a la revista Icarus, Hayes, Aharonson y sus colegas informan que el litoral de Ontario Lacus retrocedió alrededor de 10 kilómetros desde junio de 2005 a julio de 2009, un lapso que representa la mitad de verano a otoño en el hemisferio sur de Titán. Un año de Titán dura 29,5 años terrestres.
Ontario Lacus y otros lagos del hemisferio sur se analizaron utilizando los datos de imagen de radar de apertura sintética (SAR), de la nave Cassini. En los datos de radar, rasgos suaves — tales como lagos — aparecen como áreas oscuras, mientras que los rasgos más ásperos — tales como cinturones de montaña — aparecen brillantes. La intensidad de la retrodispersión del radar proporciona información acerca de la composición y la rugosidad de características de la superficie. Además de los datos del SAR, la altimetría de radar — que mide el tiempo que toma para que señales de microondas reboten en una superficie hasta llegar nuevamente a la nave espacial — fue recolectada a través de un transecto de Ontario Lacus en diciembre de 2008.
“La combinación de SAR y la altimetría de las mediciones a través del transecto dio información sobre las propiedades de absorción del líquido y argumenta que los líquidos son hidrocarburos relativamente puros compuestos de metano y etano y no una sustancia alquitranada”, dice Aharonson.
“El líquido no es altamente atenuante,”explica Hayes,”lo que significa que es bastante claro a la energía de radar — es decir, transparente, como el gas natural licuado.” A causa de esto, el radar puede ver a través del líquido en los lagos de Titán a una profundidad de varios metros. ” A continuación, el radar golpea el piso y rebota de vuelta”, dice. “O, si el lago es más profundo que unos pocos metros, el radar es completamente absorbido, produciendo una firma ‘negra’”.
Una vez que las propiedades ópticas del líquido fueron conocidas, los investigadores pudieron utilizar los datos de radar para “ver” el lecho del lago debajo del líquido — por lo menos, hasta la profundidad donde la señal es atenuada completamente. “Cuánto más lejos de la costa se puede ver está determinado por la ladera local del lecho del lago, o batimetría”, dice Hayes. “Esto nos dio la posibilidad de tomar los cambios en las señales de radar y convertirlos a profundidades”, y así calcular la pendiente del lecho del lago alrededor del lago entero.
“Pudimos determinar la batimetría del lago hasta una profundidad de unos 8 metros”, dice. El lago es menos profundo y más suavemente inclinado hacia su borde meridional, en zonas donde se están acumulando sedimentos. A lo largo de su costa oriental, la pendiente del lago es un poco más pronunciada. “Esto es lo que denominamos ‘cabeza de playa’”, dice Hayes. La pendiente es muy empinada a lo largo de la frontera norte del lago, donde se topa contra una cadena de montañas.
“Los cambios de pendiente que vemos son coherentes con la geología de todo el lago,” dice Hayes. Las mediciones de la batimetría y su correlación geológica se analizan en un documento separado por Hayes, Aharonson, y sus colegas, que ha sido aceptado para su publicación en el Journal of Geophysical Research (JGR).
Los investigadores compararon las imágenes obtenidas del lago durante cuatro años, y encontraron que el Ontario se había reducido. “La medida en que el lago ha retrocedido está relacionado con la pendiente, es decir, donde el lago es poco profundo, el líquido ha retrocedido más”, dice Hayes. “Esto nos permite deducir la altura vertical en la cual se ha reducido la profundidad del lago, que es de aproximadamente 1 metro por año”.
Los investigadores también analizaron la evaporación de metano de los lagos cercanos mediante la comparación de las firmas de radar de estos lagos, medidas en diciembre de 2007 con las obtenidas en mayo de 2009. Durante ese período, la oscuridad “aparente” de los lagos - que indica la presencia de un líquido atenuante del radar – disminuyó o desapareció por completo, lo que significa que sus niveles de líquido se han reducido. Los investigadores fueron capaces de calcular la disminución de la profundidad del lago, “y conseguimos el mismo resultado: 1 metro por año de pérdida de líquido”, dice Aharonson.
Los lagos en el hemisferio norte de Titán – que entran ahora en primavera – también fueron cubiertos varias veces por los instrumentos de radar, pero hasta ahora no se han detectado cambios análogos de manera concluyente.
Eso no significa que los cambios no se hayan producido, no obstante. “Esperamos que sucederá, pero no sabemos cómo se manifestaría en los datos si los lagos en el norte son mucho más profundos. Vamos a seguir buscando este efecto con futuras imágenes de radar, para desentrañar las variaciones estacionales de las variaciones climáticas a largo plazo que previamente se han propuesto”, dice Aharonson.
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Etiquetas: Titán
