L’enigmatica asimmetria nei laghi di Titano


L’emisfero nord e sud di Titano che mostrano una notevole disparità tra l’abbondanza di laghi in quello nord e la loro scarsità in quello sud. Le ipotesi sono a favore della presenza un flusso di idrocarburi volatili, in prevalenza metano, che si manifesta su tempi di scala lunghi da un emisfero all’altro. Recentemente, si osserva che la direzione del flusso di metano va dall’emisfero sud a quello nord, ma l’effetto si sarebbe invertito decine di migliaia di anni fa. Crediti: NASA/JPL/Caltech/UA/SAR.

Ricercatori del California Institute of Technology del Jet Propulsion Laboratory della NASA, in collaborazione con altri Enti di ricerca, suggeriscono che l’eccentricità dell’orbita di Saturno intorno al Sole possa essere responsabile della distribuzione alquanto insolita dei laghi nelle regioni polari nord e sud di Titano, il maggiore tra i satelliti di Saturno. I risultati di questo studio sono stati pubblicati lo scorso 29 novembre su “Nature Geoscience”.

L’orbita un po’ oblunga di Saturno intorno al Sole espone parti differenti di Titano a quantità differenti di luce solare, influenzando i cicli di precipitazioni ed evaporazione in quelle zone. Simili variazioni nell’orbita della Terra sono in grado di influenzare i cicli delle ere glaciali su tempi scala molto lunghi che si registrano sul nostro pianeta.

Dai dati raccolti dal Synthetic Aperture Radar della sonda Cassini della NASA, laghi di metano liquido ed etano nell’emisfero nord di Titano, e che si vengono a trovare ad alte latitudini, coprono un’ara che è circa venti volte maggiore di quella coperta dai laghi nell’emisfero sud, sempre ad alte latitudini. I dati della sonda Cassini mostrano pure che quelli dell’emisfero nord sono solo parzialmente pieni, ora praticamente vuoti.
Nei dati raccolti col radar la superficie dei laghi appare scura in quanto liscia, mentre le superfici accidentate, quali possono essere i letti di un lago vuoto, appaiono più chiare.
Questa asimmetria non è probabilmente un caso fortuito da un punto di vista statistico, se teniamo conto della grande quantità di dati raccolti da Cassini nei cinque anni trascorsi a fare continue survey delle superfici di Saturno e delle sue lune.

Gli scienziati inizialmente avevano portato avanti l’idea che “ci fosse qualcosa di intrinsecamente differente tra la regione polare nord e quella sud da un punto di vista topografico, come se quel liquido piovesse, drenasse o si infiltrasse nel terreno molto di più in un emisfero” come afferma Oded Aharonson del Caltech, primo autore dell’articolo apparso su Nature Geoscience.

Tuttavia, Aharonson fa osservare che non vi sono sostanziali differenze conosciute tra le regioni nord e sud tali da supportare questa ipotesi.
Un modo alternativo per spiegare il meccanismo responsabile di questa dicotomia a livello di regioni può essere quello di origine stagionale. Un anno su Titano dura 29.5 anni terrestri. Ogni 15 anni terrestri le stagioni su Titano s’ invertono, così che si ha estate in un emisfero e inverno nell’ altro. Secondo le ipotesi delle variazioni stagionali, il metano che cade sottoforma di pioggia o che evapora varia a seconda delle stagioni. In tempi recenti ha riempito i laghi nella parte nord e asciugato quelli della parte sud.

Ma c’è un problema. Aharonson afferma che questa idea può tener conto della diminuzione di circa un metro all’anno della quantità di liquido dei laghi nell’emisfero durante l’estate. Ma i laghi di Titano sono profondi in media qualche centinaio di metri e non si potrebbero scaricare o riempire in soli 15 anni. Inoltre, la variazione stagionale non può tener conto della differenza tra i due emisferi del numero di laghi vuoti. La regione polare nord ha un numero di bacini secchi circa tre volte quello della regione polare sud, e circa sette volte il numero di laghi parzialmente pieni.

Il meccanismo stagionale può essere responsabile di una parte del trasporto globale di metano liquido, ma non basta” continua Aharonson. Una spiegazione più plausibile è legata all’eccentricità dell’orbita di Saturno intorno al Sole e, di conseguenza, di quella di Titano, il suo satellite.

Come la Terra e gli altri pianeti, l’orbita di Saturno non è perfettamente circolare, ma ha una forma piuttosto ellittica e obliqua. A causa di questo, durante l’estate nell’emisfero sud, Titano è circa un 12% più vicino al Sole che non durante l’estate nell’emisfero nord. Come risultato, le estati nell’emisfero nord sono più lunghe e non molto calde rispetto a quelle che si registrano nell’emisfero sud, dove sono più brevi e intense.

Abbiamo pensato che in questa configurazione orbitale, la differenza tra l’evaporazione e le precipitazioni dl metano non sono uguali per le opposte stagioni, il che implica che vi sia un trasporto netto di metano da sud verso nord” afferma Aharonson. Questo mancato bilanciamento porterebbe a un accumulo di metano – e a una maggiore formazione di laghi – nell’emisfero nord.

Tuttavia, questa situazione vale solo oggi. Su un periodo di tempo dell’ordine di decine di migliaia di anni, i parametri dell’orbita di Saturno variano, facendo sì al contempo che Titano si venga a trovare più vicino al Sole durante la sua estate all’emisfero nord e più lontano nella sua estate nell’emisfero sud e producendo un trasporto di metano netto opposto. Questo comporterebbe un aumento di idrocarburi e un’abbondanza di laghi nell’emisfero sud.
Come la Terra, Titano ha subito per decine di centinaia di anni variazioni climatiche dovute al moto orbitale” continua Aharonson. Sulla Terra queste variazioni conosciute come cicli di Milankovitch sono legate ai cambiamenti nella radiazione solare che condiziona la re-distribuzione globale di acqua nella forma di ghiacciai, e sono creduti essere pure responsabili dei cicli delle ere glaciali.
Su Titano ci sono cicli climatici molto lunghi nel movimento globale del metano che permettono laghi e bacini di laghi. “Abbiamo trovato un esempio di cambiamento climatico a lungo termine su un oggetto del sistema solare che è analogo a quello del ciclo climatico di Milankovitch sulla Terra”.

Per ulteriori informazioni sulla missione Cassini, visitate il sito: http://www.nasa.gov/cassini oppure: http://saturn.jpl.nasa.gov/index.cfm. L’articolo di questa strana asimmetria è disponibile alla pagina web del Jet Propulsion Laboratory: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2009-180 .

Sabrina

~ di Sabrina su 12 dicembre 2009.

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