¿Qué está consumiendo
el hidrógeno molecular
y el acetileno en la superficie de Titán?
Alberto González Fairén |
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Dos investigaciones
basadas en datos de la sonda Cassini están
ofreciendo nuevas conclusiones acerca de la
compleja actividad química que tiene
lugar sobre la superficie de la luna de Saturno
Titán. Los dos estudios dejan abierta
la posibilidad de que los datos reflejen el
descubrimiento de una hipotética biosfera
basada en el metano. |
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l primer
estudio lo ha llevado a cabo Darrell Strobel, de la Universidad Johns
Hopkins en Baltimore. El análisis ha servido para elaborar
un mapa de las densidades de los elementos que constituyen la atmósfera
y la superficie de Titán. Particularmente, Strobel ha evaluado
la concentración de hidrógeno molecular (H2),
la tercera especie más abundante en la atmósfera de
Titán. Modelos previos indicaban que las moléculas de
hidrógeno, un subproducto de la ruptura de moléculas
de acetileno (C2H2) y metano (CH4)
en la atmósfera superior, deberían estar distribuidas
de manera homogénea en todas las capas de la atmósfera.
Sin embargo, los datos recogidos por la sonda Cassini (Figura 1) muestran
una acumulación de moléculas de hidrógeno en
la tropopausa y la baja termosfera, y su precipitación a través
de capas inferiores. El trabajo de Strobel ha revelado un flujo de
moléculas de hidrógeno hacia la superficie similar a
su tasa de escape al espacio interplanetario a través de la
atmósfera superior, estimado en 2x1010 moléculas
por segundo y por centímetro cuadrado de superficie. Sin embargo,
el hidrógeno desaparece totalmente al llegar al suelo, a pesar
de que es químicamente inerte en la atmósfera de Titán
(Figura 2). Como no parece probable que esté siendo almacenado
en cuevas o espacios subsuperficiales, algún proceso no identificado
está consumiendo hidrógeno en la superficie de Titán.
Los datos invitan a especular con una posible participación
biológica. |
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| Por ejemplo, el hidrógeno sería el gas
de consumo más fácil en Titán por una hipotética
biosfera basada en el metano. Y el flujo de hidrógeno molecular
medido en la superficie es muy superior al que precisarían
para su consumo hipotéticos organismos metanógenos.
En Titán, las temperaturas en superficie alcanzan los 180 grados
centígrados bajo cero, lo que haría necesaria la presencia
de un catalizador para convertir las moléculas de hidrógeno
y el acetileno en metano. El catalizador podría ser algún
tipo de mineral aún no identificado sobre la superficie de
Titán (Figura 3). |
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El segundo estudio, dirigido por Roger Clark, del Servicio
Geológico de Estados Unidos, ha consistido en la caracterización
de los hidrocarburos presentes sobre la superficie de Titán.
Los depósitos principales están formados por benceno
sólido (C6H6) en cantidades superiores
a las que predecían los modelos previos, etano (C2H6)
o metano (CH4) sólido o líquido, aerosoles
de cianuro de hidrógeno (HCN), y otros compuestos orgánicos
todavía sin identificar. Sin embargo, el acetileno no está
presente, aunque modelos previos apuntaban a que la interacción
de la radiación solar con ciertos compuestos de la atmósfera
tendría como resultado la producción de acetileno, que
caería hacia la superficie.
La ausencia de acetileno es importante desde un punto de vista astrobiológico
porque este compuesto podría ser fácilmente empleado
como fuente de energía por seres vivos con un metabolismo basado
en el metano. Su ausencia, unida a la del hidrógeno molecular,
invita a considerar la participación de organismos metanógenos
consumiendo ambos compuestos para llevar a cabo sus funciones vitales.
Aunque no es menos cierto que la radiación solar o los rayos
cósmicos pueden transformar el acetileno de la atmósfera
en moléculas más complejas, que caerían sobre
la superficie.
Si se confirma que estos estudios preliminares son evidencia de actividad
biológica en Titán, serían doblemente significativos,
ya que se trataría de una forma de vida diferente a la de la
Tierra, y no basada en el agua líquida. La superficie de Titán
es tan fría que organismos basados en el metano tendrían
que emplear sustancias que se encontraran en fase líquida a
esas temperaturas para desarrollar sus funciones vitales. La lista
de candidatos no es muy larga: metano y moléculas relacionadas,
como etano. Además, los datos de Cassini revelan que no hay
hielo de agua expuesto en la superficie. Este resultado permite aventurar
que una lluvia de compuestos orgánicos está cayendo
de forma constante sobre la superficie sólida de Titán,
formada por hielo de agua. El resultado es la presencia de una capa
gruesa de hidrocarburos sobre la superficie, cubriendo el hielo de
agua. Completan el paisaje, aunque únicamente en las regiones
polares, ríos, lagos y mares de metano y etano líquidos
(Figura 4). Sin embargo, la lluvia de compuestos orgánicos
es tan persistente que siempre están presentes sobre el hielo
de agua, a pesar del lavado continuo del ciclo líquido de metano
y etano en altas latitudes. Estos resultados implican que Titán
posee una superficie muy dinámica, donde la química
orgánica juega un papel esencial. |
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Figura
4: Estructuras fluviales
sobre la superficie de Titán. (NASA)
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| San Francisco (California), EEUU, 02 de Agosto
de 2010. |
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