Scritto: Martedì, 26 Aprile 2022 05:11 Ultima modifica: Martedì, 26 Aprile 2022 06:18

Titano: un mondo alieno sedimentario simile alla Terra


Una nuova modellazione rivela che un ciclo sedimentario globale guidato dalle stagioni potrebbe spiegare la formazione degli affascinanti paesaggi della luna di Saturno, Titano e mostra che questo mondo alieno potrebbe essere più simili alla Terra di quanto si pensasse in precedenza.

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Tre mosaici di Titano ripresi dallo spettrometro a bordo della Cassini  il 28 ottobre 2005 (a sinistra), il 26 dicembre 2005 (al centro) e il 15 gennaio 2006 (a destra).
Tre mosaici di Titano ripresi dallo spettrometro a bordo della Cassini il 28 ottobre 2005 (a sinistra), il 26 dicembre 2005 (al centro) e il 15 gennaio 2006 (a destra).
Crediti: NASA/JPL/Università dell'Arizona

Titano è la più grande luna di Saturno, con un raggio di 2574 chilometri (più grande di Mercurio) e la seconda più grande del nostro Sistema Solare dopo Ganimede.
È uno dei corpi più interessanti perché è l'unico nel Sistema Solare, oltre al nostro pianeta, ad avere liquido stabile in superficie ma per quanto i panorami possano sembrare familiari, risultano indubbiamente diversi. I flussi di idrocarburi liquidi, principalmente metano, striano la superficie ghiacciata con fiumi, laghi e mari riempiti dalla pioggia rilasciata dalla densa atmosfera. Quest'ultima  è composta prevalentemente di azoto, con sistemi nuvolosi di metano, che si comporta come il vapore acqueo sulla Terra. Una fitta foschia avvolge e disperde la luce, rendendo molto difficili le osservazione della superficie mentre i venti creano enormi dune di sabbia di idrocarburi.

La presenza degli idrocarburi, le cui proprietà meccaniche sono molto diverse da quelle delle sostanze a base di silicato che costituiscono altri corpi sedimentari conosciuti nel nostro Sistema Solare, rende enigmatica la formazione del paesaggio di Titano.
Identificando un processo che consentirebbe a sostanze a base di idrocarburi di formare granelli di sabbia o substrati rocciosi a seconda della frequenza con cui soffiano i venti e scorrono i corsi d'acqua, il geologo della Stanford University Mathieu Lapôtre e i suoi colleghi hanno mostrato come potrebbe formarsi l'intricato paesaggio della luna di Saturno.

Il nuovo studio, pubblicato su Geophysical Research Letters, mostra come quel ciclo stagionale guida il movimento dei grani sulla superficie lunare.


Il meccanismo mancante

Uno dei primi problemi che ha dovuto affrontare il team è stato capire come possono i composti organici di base presenti su Titano, che si pensa siano molto più fragili dei grani di silicato inorganico sulla Terra, a trasformarsi in grani che formano strutture distinte piuttosto che consumarsi e soffiare via come polvere.

Sulla Terra, le rocce e i minerali di silicato sulla superficie si erodono in granelli di sedimenti nel tempo, muovendosi attraverso i venti e i corsi d'acqua per depositarsi in strati di sedimenti che alla fine, con l'aiuto della pressione, delle falde acquifere e talvolta del calore, si trasformano di nuovo in rocce. In pratica, i materiali vengono riciclati attraverso gli strati terrestri nel corso del tempo geologico.
Su Titano, i ricercatori pensano che processi simili abbiano formato le dune, le pianure e i terreni labirintici visti dallo spazio. Ma a differenza della Terra, Marte e Venere, dove le rocce derivate dai silicati sono il materiale geologico dominante, si pensa che i sedimenti di Titano siano costituiti da composti organici solidi. Ma nessuno è stato in grado di dimostrare come questi composti organici possano crescere in grani di sedimenti che possono essere trasportati attraverso i paesaggi lunari e nel tempo geologico.

Mentre i venti trasportano i grani, i grani si scontrano tra loro e con la superficie. Queste collisioni tendono a diminuire la granulometria nel tempo. Quello che ci mancava era il meccanismo di crescita che potesse controbilanciarlo e consentire ai granelli di sabbia di mantenere una dimensione stabile nel tempo", ha affermato Lapôtre.

Il team ha trovato una risposta osservando i sedimenti sulla Terra chiamati ooidi, che sono piccoli grani sferici che si trovano più spesso nei mari tropicali poco profondi, come alle Bahamas. Gli ooidi si formano quando il carbonato di calcio viene estratto dalla colonna d'acqua e si attacca a strati attorno a un grano, come il quarzo.
Ciò che rende gli ooidi unici è la formazione attraverso la precipitazione chimica, che consente loro di crescere mentre il processo simultaneo di erosione rallenta la crescita poiché i grani vengono schiacciati l'uno nell'altro da onde e tempeste. Questi due meccanismi in competizione si bilanciano a vicenda nel tempo per formare una granulometria costante, un processo che i ricercatori suggeriscono potrebbe verificarsi anche su Titano.
"Abbiamo ipotizzato che la sinterizzazione, che prevede la fusione di grani vicini in un unico pezzo, potrebbe controbilanciare l'abrasione quando i venti trasportano i grani", ha detto Lapôtre.

Il paesaggio di Titano

Con un'ipotesi per la formazione di sedimenti in mano, Lapôtre e i coautori dello studio hanno utilizzato i dati esistenti sul clima di Titano e sulla direzione del trasporto di sedimenti guidato dal vento per spiegare le sue distinte fasce parallele di formazioni geologiche: dune vicino all'equatore, pianure a metà latitudini e terreni labirintici vicino ai poli.

La modellazione atmosferica e i dati della missione Cassini suggeriscono che i venti sono comuni vicino all'equatore, supportando l'idea che lì si potrebbero creare granelli di sabbia meno sinterizzati e quindi fini. Il trasporto di sedimenti diminuirebbe alle medie latitudini su entrambi i lati dell'equatore, dove la sinterizzazione potrebbe dominare e creare grani sempre più grossolani, trasformandosi infine nel substrato roccioso che costituisce le pianure di Titano. I granelli di sabbia sono necessari anche per la formazione dei terreni labirintici della luna vicino ai poli. I ricercatori pensano che questi dirupi potrebbero essere come i terreni carsici sulla Terra ma su Titano fatti di arenarie organiche disciolte. Il flusso del fiume e i temporali si verificano molto più frequentemente vicino ai poli, rendendo i sedimenti più facilmente trasportabili dall'acqua rispetto ai venti.  Un processo simile di sinterizzazione e abrasione durante il trasporto fluviale potrebbe fornire una fornitura locale di granelli di sabbia grossolana per costruire i terreni polari.

"Stiamo dimostrando che su Titano, proprio come sulla Terra e come avveniva su Marte, abbiamo un ciclo sedimentario attivo che può spiegare la distribuzione latitudinale dei paesaggi attraverso l'abrasione episodica e la sinterizzazione guidata dalle stagioni di Titano", ha detto Lapôtre . "È piuttosto affascinante pensare a come ci sia questo mondo alternativo così lontano là fuori, dove le cose sono così diverse, eppure così simili".

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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