Titán es uno de esos mundos que copan las listas de potenciales para albergar vida junto con los “mundos de agua” (Encélado, Ceres, Europa…), satélites de gigantes que por sus particulares condiciones son prometedores destinos incluso para la colonización humana futura. La NASA ya tiene preparada su misión no tripulada, Dragonfly, basada en un dron helicóptero, para 2026.

Los plazos de la NASA son de largo recorrido: lanzarían Dragonfly (“libélula”) en 2026 y llegaría a Titán en 2034, y sería una misión pionera en muchos aspectos, porque sería la primera vez que la agencia usaría un dron de rotores (hasta ahora todo han sido sondas, rovers terrestres y naves suicidas). Y no es una casualidad: es en realidad una respuesta ingeniosa a un problema, y es la altísima densidad de la atmósfera de Titán (cuatro veces la de la Tierra), por lo que un dron de rotores es perfecto para moverse por la superficie, muy irregular, anegada de hidrocarburos y que sería muy difícil para un rover robotizado.

Titán es importante por tres razones: primera, es una suerte de “mundo hermano” de la Tierra por sus condiciones, aunque de mucho menor tamaño pero procesos químicos y geológicos similares; segunda, es el único mundo conocido donde abundan los hidrocarburos (principalmente metano), de hecho se sospecha que sus lagos y mares de superficie son de este tipo de compuestos con base de carbono; tercera, sus condiciones de superficie, incluyendo los hidrocarburos, son un escenario perfecto para la existencia de vida bacteriana, como mínimo. La misión además aprovecharía la “ventana” de clima tranquilo de Titán gracias a los datos que suministró la misión Cassini y que han permitido predecir el clima en los próximos años.

Recreación del dron Dragonfly, captura del vídeo oficial de la misión (NASA)

Dragonfly tendría una misión de 2,7 años antes de que sus instrumentos se vieran afectados por las condiciones de superficie de Titán, que son muy complicadas. Exploraría tanto las dunas móviles (llamadas Shangri-La, en el ecuador de la luna) como los cráteres de impacto que pudieron albergar agua y compuestos básicos para la vida. Estudiaría in situ si la teoría de la vida ambulante sobre meteoros y asteroides es viable o no. Dragonfly investigaría si se produjo esa fase prebiótica (conjunto de reacciones químicas sobre material orgánico y nitratos que producen la aparición de la vida mínima) en Titán. Buscaría vida presente o pasada, y las condiciones reales de Titán, eternamente cubierta por densas capas de nubes.

Dragonfly se moverá igual que un dron de rotores en la Tierra, con vuelos cortos programados para desplazarse por la superficie intermedios entre vuelos más largos que podrían ser de hasta 8 km. En total debería recorrer unos 175 km con las baterías y tecnología de la que dispondrá. A diferencia de los rover marcianos y lunares, que deben programarse y moverse sobre una superficie muy abrupta y complicada, poder levantar el vuelo acorta los tiempos y permite una mayor movilidad. Uno de sus destinos será el cráter Selk, donde Cassini encontró evidencias de agua en el pasado, compuestos orgánicos con base de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, el “caldo” perfecto para que aparezca algo parecido a vida.

Un mundo extraño donde nievan hidrocarburos

En Titán llueve metano. Literalmente. Y en las zonas frías o en las épocas de más frío (apunten bien, la temperatura media es de -179º C, extremadamente frío), puede aparecer en forma de nieve ligera. Mientras que en la Tierra los ciclos atmosféricos se basan en el agua, en Titán todo se basa en hidrocarburos, en especial el metano, que hace las veces de agua. Es un mundo muy parecido al nuestro, pero con los compuestos cambiados. Además tiene un problema añadido: la presión atmosférica, un 50% más alta que en la Tierra y con una atmósfera muy densa. Tiene una baja densidad (1,9 gramos por cm cúbico) debido a la gran concentración de hielo que conforma toda su estructura. Se cree que el núcleo es material sólido de unos 3.000 km de diámetro rodeada de un gran océano de agua a bajas temperaturas y gran presión de unos 100 km de profundidad, cubierto por completo por una capa de superficie de hielo de varios km de grosor.

El 11 de septiembre de 2018 la sonda Cassini logró completar una de sus órbitas previas a su zambullida en Saturno apenas cuatro días después; esto permitió localizar los mares de hidrocarburos, como Punga Mare, 390 km de diámetro de lago, Ligeia Mare (500 km de ancho) y Kraken Mare, con unos 1.200 km de diámetro. Todos tienen forma de “relleno de grieta”, es decir, que los hidrocarburos en estado líquido se acumularon allí donde el suelo les permitió acomodarse. A diferencia de muchos lagos terrestres, donde el efecto de mareas y la erosión uniformiza las orillas y tiende a hacerlos más compactos, aquí el estado líquido se expande por donde puede, lo que le da a esos lagos de Titán una característica forma irregular, casi de araña. No obstante, el origen real de esos lagos son un misterio. Se desconoce cómo se forman, por qué en esas regiones precisamente, y sobre todo si forman parte de un ciclo hídrico mucho más amplio vinculado con la atmósfera de Titán o su actividad geológica.

Imagen real, en blanco y negro, de los lagos de Titán (NASA-JPL-Caltech-SSI)

También hay más lagos en otras latitudes o alrededor de los grandes, más pequeños, en muchos casos incluso con formas irregulares o circulares. Y depresiones profundas que sin embargo están liberadas de líquidos. Es decir, que el proceso geológico de la superficie no se debe a la liberación de hidrocarburos líquidos, sino que estos se adaptan a las irregularidades de un terreno ya de por sí mucho más accidentado de lo que se piensa. En 2015 la Agencia Espacial Europea (ESA) postuló un modelo más lógico, parecido al que sucede en la Tierra con las llamadas “formas kársticas”, esto es, surgidos de la erosión de la caliza y el yeso que alberga los depósitos de agua subterránea. La porosidad de este tipo de rocas permite que emerjan los lagos.

Un proceso similar podría suceder en Titán. Es una de las explicaciones más plausibles ante la inexistencia confirmada de un sistema de canales drenantes. Esto implicaría otras suposiciones: primera, que la superficie de Titán está conformada por materiales muy blandos, o bien que hay una capa de hidrocarburos en estado sólido en la superficie y que al erosionarse provoca los lagos o cuando menos la posibilidad de que suba su contenido desde el subsuelo. Literalmente los hidrocarburos erosionarían otros hidrocarburos mezclados con la roca y abrirían brechas por las que sube el material. Pero la erosion de Titán es como el paso de un caracol: harían falta una media de entre 40 y 50 millones de años para crear una depresión de cien metros de profundidad. Sólo llueve en las zonas polares y durante el “verano” y se desconoce si hay fuerzas contrarias a la erosión que podrían condicionar el proceso. Además el frío de Titán no alienta precisamente la actividad atmosférica.

Tormentas en Titán

En octubre de 2016 la NASA descubría las drástica oscilaciones térmicas en la luna, de hasta 40º de diferencia en un periodo muy breve de tiempo. Pero lo más extraño fue toparse con una tormenta: un torbellino con un punto caliente en altura que le hace tener ese aspecto de cúpula de la imagen superior. Bajo ella se ha acumulado una gran cantidad de gases, principalmente hidrocarburos y nitrilos que se extinguen a medida que la tormenta remite y la luz ultravioleta penetra la masa e inicie su descomposición química. El invierno de Titán creó una tormenta alimentada por gases de la capa superior de la atmósfera sobre el polo sur, fotografiado por Cassini en otra de sus pasadas a distancia. Gracias a la longevidad de la sonda sabemos que el mismo ciclo se produjo ya en 2004, lo que induce a pensar que es regular y no un suceso esporádico por cuestiones físicas puntuales. Curiosamente la tormenta de 2004 se produjo en el polo norte, lo que complica todavía más las consideraciones sobre el ciclo atmosférico.

La explicación a este fenómeno hay que buscarlo en los continuos cambios de temperatura: el calor circula por la atmósfera de Titán en un sistema que va de polo a polo gracias a un ciclo de surgencia y subsidencia entre gases calientes en el polo de verano y fríos en el polo de invierno. Esa combinación mueve las masas de calor y provoca estos cambios a nivel planetario. De hecho la Cassini y sus datos permitieron establecer en 2009 el momento de la inversión entre un polo y el otro. El invierno en Titán supone una caída brusca de 40 grados centígrados en la estratosfera de sobre el polo sur a lo largo de cuatro años. A su vez, el registro térmico del polo norte ha subido una media de seis grados. Este ciclo literalmente congela uno de los polos mientras el otro goza de una temperatura algo más estable y elevada, lo que insinúa un sistema climático tremendamente brusco pero estable a lo largo de los años.

Montañas de hielo que “flotan” sobre océanos subterráneos

También gracias a Cassini sabemos que las pocas elevaciones del terreno de superficie se deben a grandes bloques de hielo puro que se hundirían en el océano inferior. El estudio fue publicado en la revista Nature por los responsables de la NASA. Los científicos del grupo de la Universidad de California asociados a la agencia detectaron que las extrañas variaciones de gravedad detectadas en las montañas apuntan a explicaciones diferentes. Sobre cualquier elevación del terreno suele registrarse mayor influencia gravitatoria por tener una mayor masa, sin embargo en Titán es justo al contrario.

La explicación posible según el estudio es que cada elevación de la topografía de la superficie de Titán está equilibrada por una ‘raíz’ profunda lo suficientemente grande como para compensar el efecto gravitacional de la protuberancia. Esa raíz de hielo endurecido sería el equivalente a un iceberg, con la mayor parte de su masa total dentro del océano que se cree existe entre la superficie congelada y el núcleo de roca y hielo compactado hasta presiones inmensas que son el corazón de la luna. Esta masa inferior aportaría menor densidad que si ese espacio estuviera ocupado por agua y además ejercería una fuerza ascendente que podría explicar la menor gravedad detectada por la sonda.

Es una explicación que funciona y los astrónomos la tomaron como una explicación plausible con consecuencias: de manera indirecta confirmaría la existencia de ese océano helado que podría ser el caldo de cultivo perfecto para la vida. Otra consecuencia es menos positiva, por lo que tiene de cortapisa para la aplicación a Titán de la lógica de placas tectónicas: al existir una capa de hielo tan dura y fuerte sería complicado un volcanismo activo que explicaría parte de lo que la sonda Cassini ha observado de Titán, por lo que habría que buscar otras explicaciones. Y si no hay volcanismo entonces apenas hay tectónica de placas (la placa de hielo sería casi eterna, sin reciclaje de ninguna forma desde abajo o por movimientos) y por lo tanto hay que buscar nuevas teorías sobre la esquiva luna saturniana.

Mapa a partir de fotografías de los lagos de Titán / Abajo, comparativa entre la Tierra y Titán