Un mantell líquid d’aigua i amoníac sota l’escorça de Tità

Planetologia: La missió Cassini-Huygens, instal·lada en l’òrbita de Saturn des del juliol del 2004, ha aportat i aporta una munió de dades sobre el seu sistema planetari. De particular interès són les dades sobre Tità (el segon planeta més gran del sistema després de Saturn), on el gener del 2005 hi va aterrar la sonda Huygens. El nostre coneixement de l’atmosfera i de la superfície de Tità ha augmentat en gran mesura. Però encara queden molts aspectes per resoldre quant a la dinàmica dels processos de l’escorça i de l’atmosfera. Sovint, hom recorre a analogies amb els processos de la Terra, per bé que els materials d’aquests processos són diferents. L’atmosfera de Tità és nitrogen en estat gairebé pur (98%) i conté metà, età i d’altres compostos orgànics que poden formar núvols i precipitacions. La superfície consisteix en una base de glaç (fonamentalment, glaç d’aigua) damunt la qual es formen rierols i llacs de metà, o dipòsits sòlids orgànics. Dit d’una altra manera, el cicle de l’aigua de la Terra és un cicle del metà (i d’altres compostos orgànics) a Tità. I el paper que fan les roques de la Terra, el fa el glaç a Tità. Això, naturalment, és una simplificació. Però si llegim un article publicat al darrer número de Science sobre la rotació diferencial a Tità encara afegiríem una altra analogia. A la Terra, la litosfera (=escorça) es troba forma per plaques tectòniques que suren damunt d’una astenosfera (=mantell exterior) de roca fosa. A Tità, similarment, l’escorça de glaç sura damunt d’un mantell fluid, un oceà d’aigua líquida.

La rotació de Tità

Ningú no ha visitat l’interior de la Terra. No obstant, l’estructura de la Terra és coneguda a grans trets gràcies a mesures indirectes. D’una banda és possible estimar la densitat total de la Terra (massa total/volum total) i la densitat dels materials de l’escorça: la dissonància entre l’una i l’altra s’ha d’explicar per l’existència d’un nucli més dens. L’estudi de la propagació de les ones sísmiques ens situa l’existència d’una sèrie de discontinuïtats materials, que separarien el nucli del mantell, i el mantell de l’escorça.

D’aquestes mesures indirectes, la primera també la podem aplicar a Tità. La massa de Tità és de 1,345·1023 kg, i el volum de 7,155·1022 m3. Això ens dóna una densitat de 1,88 kg·m-3, força típica per a un planeta glacial. Aquesta densitat és, però, més elevada que la densitat estimada dels materials de superfície. Així que hi ha d’haver un nucli rocallós a l’interior del planeta.

L’altra mesura indirecta ens la forneix la rotació de Tità. Tità triga en completar una òrbita al voltant de Saturn 1,3776·10<sup>6</sup> segons (uns 16 dies terrestres). Tal com s’esdevé en la Lluna, que sempre mostra el mateix hemisferi a la Terra, també la rotació de Tità és simultània a aquest període de translació. Però, tal com s’esdevé a Venus, l’atmosfera de Tità segueix un període de rotació més ràpid que l’escorça. Això fa que a Tità hi hagi un règim de vents generals cap a llevant (això de llevant és una forma de parlar, car sota la densitat esclafant i translucidesa de l’atmosfera no hi ha forma de distingir en mig de la boira permanent on para el sol).

Un grup d’investigadors, encapçalat per Ralph D. Lorenz, de la Johns Hopkins University, ha analitzat més detingudament la rotació de Tità. Entre l’octubre del 2005 i el maig del 2007, la Cassini va fer 19 aproximacions a Tità. Gràcies a l’instrument de radar de la Cassini s’han obtingut imatges a través de la densa atmosfera que mostren la superfície sòlida de Tità. Els investigadors seleccionaren 50 punts de la superfície, corresponents a cràters, llacs i d’altres accidents geogràfics. Fixaren la latitud i longitud de cadascun d’aquests 50 indrets, d’acord amb el sistema de coordenades que es deriva de la rotació-translació de Tità. Els autors han comprovat que, al llarg de les 19 observacions, els 50 punts "canvien" de longitud geogràfica a un ritme de 0,36º anuals. El desplaçament relatiu de la superfície respecte del sistema de coordenades pot arribar, doncs, a valors de 30 km en dos anys.

L’explicació proposada: un oceà sota l’escorça de glaç

Això vol dir que, per a un punt de la superfície de Tità, el període de rotació és (per bé que infinitessimalment) més breu que el de translació. Per exemple, un punt que ara es trobi al bell mig de l’hemisferi anti-saturnià (permanentment oposat a Saturn), passarà en qüestió de 250 anys terrestres a l’hemisferi saturnià, on hi romandrà 500 anys, i tornarà finalment al punt originari (en relació a Saturn) en qüestió de 1000 anys. Aquesta "precessió" es deguda a l’arrossegament que l’atmosfera, en la seva "superrotació" excerceix damunt l’escorça.

Ara bé, per tal que el moment angular de la "superrotació" de l’atmosfera es transfereixi a aquest ritme a l’escorça, els autors consideren necessari que l’escorça no es trobi fixada al nucli planetari. Per això postulen l’existència, a una fondària de 100 km un oceà líquid format per una barreja d’aigua i d’amoníac.

La idea d’oceans aquosos subterranis no és nova i fa anys que es postula per a Europa, un satèl·lit de Júpiter:

Els dos models debatuts per a Europa, també són aplicables, amb els ajustos necessaris, a Tità i a Enceladus (un altre satèl·lit de Saturn). Tampoc no és una qüestió de tot o res. Potser no hi ha una capa contínua líquida, però és possible que hi hagi diverses masses d’aigua líquida immerses en la capa interior de glaç. Els oceans o mars subglacials poden explicar també fenòmens com el criovolcanisme de Tità o Enceladus. No hi ha dubte que els planetes glacials que volten Júpiter, Saturn, Urà o Neptú, o els que hi ha més enllà de l’òrbita de Neptú bé poden amagar més d’una sorpresa, ja no tan sols als planetòlegs, sinó també als cosmoquímics i cosmobiòlegs.

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada