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La atmósfera de la mayor luna de Saturno se suele ver muy a menudo de forma análoga a como pudo haber sido la atmósfera de la Tierra hace miles de millones de años. A pesar de los 800 millones de km existentes entre los dos mundos, ambos pudieron haber creado sus respectivas atmósferas a través de capas gravitatorias y la acción de asteroides y cometas.

Titán



“Nosotros percibimos Titán como un oasis natural de notable importancia astrobiológica para tratar de comprender el entorno sobre el que se originó la vida en la Tierra”, manifestó Joseph M. Trigo-Rodríguez del Instituto de Ciencias del espacio (CSIC-IEEC) de Barcelona. “Parece que un posible escenario para construir la vida radica en una atmósfera densa donde las pequeñas partículas como neblina orgánica y los metales meteoríticos pudieron actuar como catalizadores para la formación de compuestos orgánicos más complejos a partir de precursores simples, tales como el monóxido de carbono y el metano, promoviendo de este modo una creciente complejidad”.

“Titán nos proporciona una extraordinaria oportunidad para comprender de una manera mejor algunos de los procesos químicos que dieron lugar a la aparición de la vida en la Tierra”, añadió Trigo-Rodríguez. “La atmósfera de Titán constituye un laboratorio natural que en muchos aspectos parece tener una clara similitud con nuestra imagen actual de la atmósfera prebiótica de la Tierra”, y añadió:

“Esto resulta destacable, puesto que se pensaba que tanto la Tierra como Titán fueron hechos a partir del mismo conglomerado de materiales a temperaturas radicalmente diferentes”.

La imagen superior muestra una parte de Titán a altitudes bajas tomada por la sonda espacial Cassini el 12 de octubre de 2009. La imagen fue obtenida a una distancia aproximada de 296.000 km. Las manchas brillantes son más reflectantes que las regiones oscuras y probablemente estén constituidas por sustancias heladas tales como hielo de agua o dióxido de carbono congelado. Las regiones oscuras posiblemente constituyan dunas, comunes en altitudes bajas de la luna donde los vientos predominantes parecen relativamente fuertes. Un anillo circular en los límites superiores con un aspecto, brillante hacia el centro del mismo, probablemente sea el resultado de un impacto meteoritico. Esta mancha circular también puede ser un cráter o una característica criovolcánica.

El trabajo de investigación “Pistas sobre la importancia de los cometas en el origen y evolución de las atmósferas de Titán” de Trigo-Rodríguez y F. Javier Martín-Torres (del Centro de Astrobiología de Madrid) ofrece una visión de las afinidades entre las atmósferas de Titán y la Tierra.

La Tierra presumiblemente se formó a partir de rocas calcinadas pobres en oxígeno (planetesimales) del Sistema Solar interior, mientras que Titán se formó a partir de rocas ricas en oxígeno y otras sustancias químicas volátiles (cometesimales) del Sistema Solar exterior. Trigo-Rodríguez y Martín-Torres creen que los ingredientes orgánicos esenciales de la Tierra primigenia se vaporizaron y fueron barridos por los vientos solares.

Los constituyentes del aire que respiramos actualmente regresaron hace cuatro mil millones de años, durante un cataclismo de lluvia de rocas conocido como el Bombardeo Intenso Tardío (LHB). Durante este periodo, el oxígeno y las materiales ricos en sustancias volátiles del Sistema Solar exterior fueron arrojados hacia el Sistema Solar interior.

Chris McKay científico planetario del Ames Research Center de la NASA, afirma que los cometas pueden haber contribuido poco en el contenido en agua, dióxido de carbono y nitrógeno de la atmósfera primigenia de la Tierra, “puesto que no constituían la fuente principal”. Esto se sabe porque las proporciones de deuterio/hidrógeno de nuestros océanos no coinciden con el encontrado en los cometas. Afirma que, los asteroides que encontramos en nuestro camino durante el LHB si pudieron ser la fuente principal del agua en la Tierra.

Trigo-Rodríguez manifiesta que, tanto él como McKay coinciden en lo básico. “Creemos que los asteroides y los cometas eran las fuentes principales de agua y de compuestos orgánicos”. Hace cuatro mil millones de años, algunos asteroides contenían tanto hielo que pudieron haber traído tanta agua a nuestro planeta como los cometas.

Trigo-Rodríguez y Martín-Torres estudiaron cómo los isótopos de hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno reaccionaron con el medio ambiente terrestre y de Titán. Se analizaron los datos aportados por la sonda Cassini-Huygens para comprender mejor las relaciones isotópicas de la densa y brumosa atmósfera de esta luna.

Sus distintas distancias al Sol, sus diferentes tamaños y entornos ambientales han hecho que tengan diferentes evoluciones químicas. Aún así, la Tierra y Titán han sido afectados por cuerpos ricos en agua de manera similar y les proporcionaron a ambas atmósferas una fuente rica en compuestos volátiles durante el Bombardeo Intenso Tardío.

Los procesos de desgasificación y de colisiones en ambos mundos, dieron lugar a la producción de atmósferas con predominio de Nitrógeno molecular con relaciones isotópicas similares de hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno.

El origen de la vida y otras cuestiones.

Un experimento químico realizado en 2007 por la profesora Margaret Tolbert y la astrobióloga Melissa Trainer de la Universidad de Colorado en Boulder, demostraron que la atmósfera de la Tierra primigenia habría tenido la misma neblina orgánica que estimula la formación de moléculas orgánicas complejas en Titán.

Los científicos aún se están preguntando cómo Titán es capaz de mantener su metano atmosférico.

Según Mckay, “la atmósfera de la Tierra está integrada por compuestos que han persistido durante millones de años. Sin embargo en Titán, todo el metano presente debería haber sido destruido por la luz solar en una escala de tiempo de unos 30 millones de años. Debe de haber una fuente de metano que lo reponga”.

El metano de su atmósfera puede proceder fundamentalmente de los lagos de hidrocarburos líquidos de Titán, pero para comprender realmente que es lo suministra el metano, a Martín-Torres le gustaría ver otra sonda en la superficie de ésta luna (la misión Cassini envió la sonda Huygens a Titán en enero de 2005, pero sus limitados instrumentos solo pudieron transmitir información desde la superficie durante 90 minutos antes de que se agotara su batería).

“Necesitamos una exploración de su superficie con una misión con vehículo” manifestó Martín-Torres, “aún carecemos de los datos más importantes” .Una sonda en su superficie podría examinar la composición de la misma, la naturaleza de su química a baja temperatura y buscar señales de vida.

Titán posee muchos de los componentes de la vida aunque sin agua líquida. Pero la niebla de hidrocarburos naranja que envuelve a la luna más grande del planeta, podría estar creando las moléculas que constituyen el ADN sin la contribución del agua, un ingrediente que se considera necesario para la formación de las moléculas según un estudio reciente.

Paul Davies una autoridad en astrobiología, director del Instituto Beyond, Centro para Conceptos Fundamentales de la Ciencia y codirector de ASU, Iniciativas Cosmológicas afirma que: A la vista de nuestro conocimiento, las sustancias químicas originales elegidas para la vida en la Tierra como la conocemos no constituyen una opción única, han podido haber otras opciones y quizás se habrían desarrollado cuando comenzó la vida varias veces y en otros lugares”.

Investigadores de Estados Unidos y Francia advierten sin embargo, de que a pesar de que la atmósfera de Titán está creando estas moléculas, eso no significa que éstas se estén combinando para formar vida, pero este hallazgo podría inducir a los astrobiólogos a considerar una gama más amplia de planetas extrasolares como huéspedes, por lo menos en las formas más simples de vida orgánica.

Estos descubrimientos también sugieren que, hace miles de millones de años, la atmósfera superior de la Tierra (no solo la denominada sopa primigenia de la superficie) haya podido ser fuente para estas moléculas prebióticas, aminoácidos y las denominadas bases de nucleótidos que constituyen el ADN.

Sarah Hörst, estudiante graduado en Ciencias Planetarias de la Universidad de Arizona que dirige la investigación, manifiesta que, “estamos empezando a tener una idea acerca del tipo de atmósfera capaz de desarrollarse”.

La sonda espacial Cassini de la NASA ha detectado moléculas de gran tamaño a 965 km de altura sobre la superficie de Titán. Pero hasta ahora, estas moléculas no han podido ser identificadas debido a las limitaciones de los equipos de la sonda. El equipo de investigación de la sonda espacial Cassini ha realizado una replica de la atmósfera de Titán en una gran cámara a las temperaturas existentes en la región superior de esta luna y ha estudiado el papel que ejerce la luz ultravioleta procedente del Sol al incidir sobre su atmósfera, utilizaron ondas de radio con una energía comparable a la de una bombilla de moderada potencia. La radiación ultravioleta es fundamental debido a que es capaz de romper moléculas tales como el nitrógeno molecular o el monóxido de carbono presentes en su atmósfera y generar átomos individuales para unirse libremente y formar nuevas moléculas.

El experimento produjo pequeñas partículas de aerosoles. El equipo hizo pasar estas partículas a través de un espectrómetro de masas muy sensible el cual mostró las formulas químicas de las moléculas que componían el aerosol. Hörst contrastó las moléculas presentes con una lista de otras moléculas biológicamente importantes para la vida en la Tierra, y obtuvo 18 de ellas incluyendo los cuatro nucleótidos cuyas combinaciones constituyen la información genética codificada en el ADN de un organismo. Concluyó diciendo que, parece que la presencia del agua resulta menos importante para formar este tipo de moléculas de lo que puede ser la presencia de alguna combinación de oxígeno en la mezcla de ingredientes.

En la Tierra, el oxígeno presente en la vida primigenia del planeta pudo proceder del monóxido de Carbono emitido por la actividad volcánica, así como la del agua liberada por el vulcanismo y por los impactos de cometas y meteoritos. En Titán, el oxígeno parece que puede proceder de Encelado, una luna helada de Saturno con sus propios anillos como consecuencia de que los géiseres de hielo lo arrojan al vacío desde las proximidades de su polo Sur. Algunos investigadores creen que los géiseres dan a entender la posible existencia de un mar subterráneo y un medio potencial para la vida.

El año pasado, los investigadores mostraron cómo las moléculas de agua expulsadas con los géiseres de Encelado podrían ser arrastradas a grandes distancias a través del Sistema de Saturno, y algunas moléculas conteniendo oxígeno pudieron encontrar su rumbo a Titán.

Titán



Fuente: The Daily Galaxy

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