Cassini ayuda a explicar la formación de dunas en Titán

Los principios básicos que describen la rotación de las atmósferas planetarias y los datos de la sonda Huygens de la ESA llevaron a los modelos de circulación que mostraron vientos superficiales corriendo generalmente de este a oeste alrededor del cinturón ecuatorial de Titán.

Izquierda: Imágen radar de dunas en Titán (arriba) y dunas en Namibia (abajo). Crédito: NASA/JPL (arriba); NASA/JSC (abajo).

Pero cuando la nave Cassini de la NASA obtuno las primeras imágenes de dunas sobre Titán en 2005, la orientación de las dunas sugería que las arenas -y por ello el viento- se movían en la dirección opuesta, de oeste a este.

Un nuevo trabajo de Tetsuya Tokano en la prensa con la revista Aeolian Research busca explicar la paradoja. Explica que los cambios estacionales parecen revertir los patrones de viento sobre Titán por un corto período de tiempo. Estas ráfagas, que tal vez ocurren por dos años, barren de oeste a este y son tan poderosas que hacen un mejor trabajo de transporte de arena que los vientos usuales de este a oeste.

Esos vientos de este a oeste no parecen alcanzar la fuerza suficiente para mover cantidades significativas de arena.

Un artículo en perspectiva sobre el trabajo de Tokano, escrito por el científico de radar de Cassini Ralph Lorenz, autor principal de un estudio sobre el mapeo de dunas en 2009, aparece en la edición de esta semana de la revista Science.

"Fue difícil creer que habría vientos de oeste a este permanentes, como sugería la apariencia de las dunas," dijo Tokano, de la Universidad de Colonia, Alemania. "La reversión dramática de viento tipo monsónico alrededor del equinoccio resulta ser la clave."

Las dunas se forman a lo ancho de los vastos mares de arena de Titán en latitudes dentro de los 30 grados del ecuador. Tienen cerca de un kilómetro de ancho y decenas a cientos de kilómetros de largo. Por otra parte, pueden elevarse a más de 100 metros de altura.

Las arenas que forman a las dunas parecen estar hechas de partículas orgánicas de hidrocarbono. Las crestas de las dunas generalmente corren de oeste a este, a medida que el viento aquí cambia generalmente la arena a lo largo de líneas paralelas al ecuador.

Los científicos predijeron que los vientos en las bajas latitudes alrededor del ecuador de Titán soplarían de este a oeste porque a latitudes más elevadas el viento promedio sopla de oeste a este. Las fuerzas del viento deberían equilibrarse, basado en los principios básicos de atmósferas en rotación.

Tokano re-analizó un modelo de circulación global basado en computadora para Titán que armó en 2008. Ese modelo, como otros para Titán, fue adoptado a partir de otros desarrollados para la Tierra y Marte.

Tokano agregó nuevos datos en la topografía y forma de Titán basado en los datos de gravedad y radar de Cassini. En su nuevo análisis, Tokano also looked más próximamente a variaciones en el viento a diferentes puntos en el tiempo en vez de los promedios. Los períodos equinocciales resaltaron.

Arriba: Las flechas indican la dirección en que las dunas son formadas sobre Titán, de acuerdo a los datos de radar de Cassini. Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute.

Los equinoccios ocurren dos veces en un año de Titán, lo que es igual a 29 años terrestres. Durante el equinoccio, el Sol brilla directamente sobre el ecuador, y el calor del Sol crea una corriente ascendente en la atmósfera. La mezcla turbulenta causa que los vientos retrocedan y aceleren. En la Tierra, este tipo raro de retroceso del viento sucede en el Océano Índico en las estaciones transicionales entre los monsones.

El retroceso episódico de vientos en Titán parecen soplar a alrededor de 1 a 1,8 metros por segundo. El umbral del movimiento de la arena parece ser de cerca de 1 metro por segundo, una velocidad que los típicos vientos de este a oeste nunca parecen superar. Los patrones de dudas esculpidos por fuertes pero breves episodios de viento pueden ser hallados en la Tierra en las arenas del norte de Namib en Namibia, África.

"Este trabajo también está reafirmando las preparaciones de futuras misiones propuestas a Titán, en las que podamos estar más seguros en predecir los vientos que pueden afectar la exactitud de envío de landers, o la deriva de globos."

Más información:
Artículo en el sitio de Cassini

Fuente: NASA/JPL.