29 de julio de 2010
NASA/JPL (arriba); NASA/JSC (abajo)
La respuesta al misterio de los patrones de dunas del satélite natural de Saturno, Titán, salió de estar soplando en el viento. Simplemente no era de la forma en que muchos científicos esperaban.
Los principios básicos que describen la rotación de atmósferas planetarias y los datos de la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea, ESA, llevaron a modelos de circulación que mostraban vientos de superficie generalmente surgiendo de este a oeste alrededor de la franja ecuatorial de Titán. Pero, cuando la nave espacial Cassini, de la NASA, obtuvo las primeras imágenes de las dunas en Titán, en 2005, la orientación de las dunas sugirió que las arenas – y por ende, los vientos – se desplazaban en dirección opuesta, o de oeste a este.
Un nuevo artículo científico de Tetsuya Tokano, en proceso de publicación en la revista científica Aeolian Research, intenta explicar la paradoja. Explica que los cambios estacionales parecen invertir los patrones del viento en Titán, durante un corto lapso. Estas ráfagas, que se producen intermitentemente, durante quizá dos años, barren de oeste a este y son tan fuertes que hacen un trabajo de transporte de arena más efectivo que los habituales vientos de superficie, de este a oeste. Esos vientos de este a oeste no parecen reunir suficiente fuerza para mover grandes cantidades de arena.
Un artículo de perspectiva, relacionado con el trabajo de Tokano, realizado por el científico de radar de Cassini Ralph Lorenz, autor principal en un artículo de 2009 en el que cartografía las dunas, aparece en la edición de esta semana de la revista Science.
“Era difícil de creer que podría haber vientos permanentes de oeste a este, según lo sugerido por la apariencia de las dunas”, dijo Tokano, de la Universidad de Colonia, Alemania. “El drástico viento reverso tipo monzón, alrededor del equinoccio, resulta ser la clave”.
Las dunas cruzan a través de los vastos mares de arenas de Titán sólo en latitudes dentro de 30 grados del Ecuador. Tienen cerca de un kilómetro de ancho y decenas a cientos de kilómetros de largo. Pueden elevarse a más de 100 metros de altura. Las arenas que componen las dunas parecen hechas de partículas de hidrocarburos orgánicos. Generalmente, las dorsales de las dunas corren de oeste a este, ya que el viento aquí generalmente arroja arena a lo largo de líneas paralelas al Ecuador.
Los científicos predijeron que los vientos en las latitudes bajas alrededor del ecuador de Titán deberían soplar de este a oeste porque en latitudes más altas el viento promedio sopla de oeste a este. Las fuerzas del viento deben estar balanceadas, segúnlos principios básicos de las atmósferas en rotación.
Tokano volvió a analizar un modelo por computadora de la circulación global de Titán, en 2008. Ese modelo, al igual que otros de Titan, fue adaptado a partir de los desarrollados para la Tierra y Marte. Tokano agregó nuevos datos sobre la topografía y la forma de Titan basado en los datos de radar y gravedad de Cassini. En su nuevo análisis, Tokano también observó con más detalle las variaciones en el viento en diferentes puntos, en el tiempo, en lugar de los promedios. Allí saltaron los períodos equinocciales.
Los equinoccios, en Titan, se producen dos veces al año que dura aproximadamente 29 años. Durante el equinoccio, el Sol brilla directamente sobre el ecuador y el calor del Sol crea la surgencia (afloramiento de aguas) en la atmósfera. La mezcla turbulenta hace que los vientos se inviertan y se aceleren. En la Tierra, este tipo raro de reversión del viento ocurre en el Océano Índico, en temporadas de transición entre monzones.
Los vientos inversos episódicos, en Titán, parecen soplar a alrededor de 1 a 1,8 metros por segundo. El umbral para el movimiento de arena parece ser aproximadamente 1 metro por segundo, una velocidad que los vientos típicos de este a oeste nunca parecen superar. Los patrones de dunas, esculpidas por fuertes y breves episodios de viento pueden encontrarse en la Tierra en los mares de arena del norte de Namib, en Namibia, África.
“Éste es un descubrimiento sutil: esta paradoja, bastante angustiante, sólo podría ser resuelta profundizando en las estadísticas de los vientos en el modelo”, dijo Ralph Lorenz, científico del radar de Cassini, en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland. “Este trabajo también es tranquilizador para la preparación de futuras misiones propuestas hacia Titán, en la que podremos llegar a estar más seguros en la predicción de los vientos que puedan afectar la exactitud del descenso de sondas en su superficie o en el desplazamiento de globos”.
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Etiquetas: Cassini, clima planetario, Titán
