O PERFIL DE UM MAR DE METANO EM TITÃ
29 de abril de 2016
Ligeia Mare, visto aqui em cores falsas pela sonda Cassini, é o segundo maior corpo líquido conhecido de Titã. Mede aproximadamente 420 km x 350 km e as suas linhas costeiras estendem-se por mais de 3200 km. É um mar de metano líquido.
Este mosaico é composto por imagens de radar obtidas durante voos rasantes entre fevereiro de 2006 e abril de 2007.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
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A maior lua de Saturno está coberta por mares e lagos de hidrocarbonetos líquidos - e descobriu-se agora que um mar é composto por metano puro, com um leito coberto por uma lama de material orgânico rico e, possivelmente, cercado por zonas húmidas.
De todas as luas do Sistema Solar, Titã é a única com uma atmosfera espessa e grandes reservatórios líquidos à superfície - assemelhando-se, em alguns aspetos, com o planeta Terra.
Tanto a Terra como Titã têm atmosferas dominadas por azoto (ou nitrogénio), mais de 95% no caso de Titã. No entanto, ao contrário da Terra, há pouco oxigénio: o restante é principalmente metano, com uma pequena quantidade de hidrogénio e vestígios de outros gases como o etano.
E nas baixas temperaturas encontradas longe do Sol, o metano e o etano podem, em princípio, estar à superfície no estado líquido.
Há muito tempo que se especulava sobre possíveis lagos e mares de hidrocarbonetos em Titã. Quando a sonda internacional Cassini-Huygens chegou a Saturno em 2004, foram revelados.
Desde então, a sonda Cassini revelou que mais de 1,6 milhões de quilómetros quadrados de Titã - quase 2% - estão cobertos por líquido.
Existem três grandes mares, todos perto do polo norte, cercados por dúzias de lagos mais pequenos no hemisfério norte. Só se encontrou um lago no hemisfério sul.
A composição exata destes reservatórios líquidos permaneceu uma incógnita até recentemente. Um novo estudo usando o radar da Cassini durante voos rasantes por Titã entre 2007 e 2015 confirma que um dos maiores mares da lua, Ligeia Mare, é na sua maioria metano líquido.
"Esperávamos descobrir que Ligeia Mare era principalmente etano, que é produzido em abundância na atmosfera quando a luz solar quebra as moléculas de metano," explica Alice Le Gall do Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales e da Université Versailles Saint-Quentin, França, autora principal do novo estudo.
"Em vez disso, este mar é predominantemente metano puro."
A inesperada composição, confirmada neste estudo, pode ter várias explicações.
"Ou Ligeia Mare é reabastecido por chuva de metano fresco, ou algo está a remover o seu etano," afirma Alice.
"É possível que o etano acabe na crosta submarina, ou que de alguma forma se desloque para o mar adjacente, Kraken Mare, mas isso vai exigir uma investigação mais aprofundada."
Na sua pesquisa, os cientistas combinaram várias observações da emissão térmica de Ligeia Mare em micro-ondas. Também usaram dados de uma experiência de rádio realizada em maio de 2013 num estudo liderado por Marco Mastrogiuseppe, que também colaborou no estudo atual.
Durante o estudo de rádio, o instrumento detetou ecos do fundo marinho e inferiu a profundidade de Ligeia Mare ao longo do percurso da Cassini sobre o mar - a primeira deteção do fundo de um mar extraterrestre. Os cientistas ficaram surpresos ao descobrir profundidades máximas de 160 metros ao longo do percurso de radar.
Com esta informação de profundidade, Alice e colegas foram capazes de separar as contribuições feitas à emissão térmica observada pelo mar líquido e pelo fundo do mar.
"Isto revelou que o fundo de Ligeia Mare está provavelmente coberto por uma camada lamacenta de compostos orgânicos ricos," acrescenta Alice.
Na atmosfera de Titã, o nitrogénio e o metano reagem para produzir uma variedade de moléculas orgânicas. Os cientistas acreditam que a mais pesada destas moléculas cai para a superfície. Quando alcançam o mar, quer seja por queda direta a partir do ar, quer seja por precipitação ou pelos rios de Titã, algumas são dissolvidas no metano líquido, enquanto as insolúveis - compostos como nitrilas e benzeno - afundam para as profundezas do mar.
O estudo também analisou a temperatura de Ligeia Marte do inverno para a primavera. Os cientistas esperavam que, tal como a beira-mar cá na Terra, o terreno sólido em redor aqueceria mais rapidamente que o mar.
Curiosamente, as medições mostraram não haver diferença significativa entre a temperatura do mar e a da costa mas, no entanto, revelaram um atraso geral no aquecimento da região polar norte de Titã à medida que o verão se aproxima. Isto sugere que os terrenos em torno dos lagos e mares são inundados com hidrocarbonetos líquidos, o que altera as suas características térmicas.
"Este estudo determinou, pela primeira vez, as propriedades básicas de um dos mares de Titã, melhorando o nosso conhecimento dos processos climáticos e de circulação deste mundo fascinante," afirma Nicolas Altobelli, cientista do projeto Cassini-Huygens da ESA.
Imagem de radar das regiões polares norte de Titã (centro), com ampliações de vários lagos (esquerda) e um grande mar (direita). O mar, Ligeia Mare, mede aproximadamente 420 x 350 km e é o segundo maior corpo líquido conhecido de Titã. As suas linhas costeiras estendem-se por cerca de 3200 km e muito rios podem ser vistos a desaguar no mar. Em contraste, os vários lagos têm normalmente menos de 100 km de diâmetro e formas mais arredondadas com encostas íngremes.
As imagens de radar foram criadas usando dados recolhidos pela sonda Cassini.
Crédito: centro - NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS; esquerda e direita - NASA/ESA. Reconhecimento: T. Cornet, ESA
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Como os vários compostos orgânicos fazem o seu caminho até aos mares e lagos de Titã, a maior lua de Saturno.
Um estudo recente revelou que Ligeia Mare, um dos três mares de Titã, consiste de metano puro e tem um fundo coberto por lamas de material orgânico rico.
Crédito: ESA
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