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TITANO: Il terrore della sesta luna *

Questo articolo è stato pubblicato il 22/12/2013

 

piove!
una visione artistica di Titano, basata sulle immagini reali riprese da Huygens. L'ho sempre detto: "i laghi sono belli, ma un po' ...tristi....".

Il titolo di questo articolo è quello italiano di un celebre romanzo di fantascienza del 1951, scritto dal grande Robert H. Heinlein (titolo originale “Puppet Masters”). La sesta luna non è altro che un satellite che ha per molto tempo stimolato la curiosità degli scienziati e non solo. Anche oggi che è stato analizzato e addirittura raggiunto da una navicella, le sue caratteristiche fanno sognare e pongono interrogativi che superano quelle puramente scientifiche. Sto parlando di Titano, la più grande Luna di Saturno e la seconda del Sistema Solare, superata solo e di poco da Ganimede. L’unica, però, a possedere una densa atmosfera e tante altre cose che stimolano la fantasia fino a sconfinare, come nel romanzo, nella fantascienza. Non terrore, però, ma solo tanta meraviglia.

Nel romanzo, la Terra veniva invasa da un parassita proveniente da Titano, che riusciva ad avere il controllo completo delle persone. Noi non ci aspettiamo certo questo scenario terribile, ma le condizioni ambientali della grande luna la rendono, insieme ad Europa, il luogo più accogliente per ospitare una possibile forma di vita biologica. Anzi, sembrerebbe che la sua unicità e le sue stranezze siano state proprio preparate per farne una specie di incubatrice. Casualità, ovviamente, soltanto casualità, ma vale sicuramente la pena di descrivere Titano in modo più dettagliato di quanto si faccia normalmente. In realtà, malgrado le scoperte e le ipotesi, Titano rimane sempre un po’ troppo “snobbato”. Questo articolo vuole riportarlo all’onore della prima pagina.

E’ stato difficile poter vedere la superficie di Titano. In modo simile a Venere, la crosta solida è nascosta da uno spesso strato nuvoloso che ha bloccato a lungo le capacità visive dei telescopi. Ma, mentre Venere è un pianeta grande come la Terra e  molto vicino al Sole, Titano è decisamente più piccolo (supera solo il pianeta Mercurio) ed estremamente più lontano dalla stella madre. L’esistenza di un’atmosfera lo rendeva decisamente più misterioso di Venere. Ma anche, più facilmente, “visitabile”, non avendo pressioni e temperature insopportabili per qualsiasi manufatto umano.

Bando alle ciance e vediamo di descrivere al meglio le caratteristiche peculiari della sesta luna.

Cominciamo, ovviamente, dalla sua posizione all’interno del sistema del Signore degli Anelli.

orbita Titano

Titano è il sesto satellite a partire dall’interno. Questa posizione si riferisce ai satelliti più grandi, quelli già conosciuti attraverso le osservazioni terrestri. Per essere esatti: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione e Rhea. La sua distanza da Saturno varia da 1 187 000 km al periastro a 1 257 000 km all’apoastro. Ciò indica chiaramente che la sua orbita non è circolare, ma lievemente ellittica (eccentricità = 0.029). Questo fatto potrebbe implicare una nascita drammatica, a seguito della distruzione dei satelliti originari di Saturno. Ma sono solo ipotesi.

Come tutte le lune che si rispettino, anche Titano volge al suo Signore sempre la stessa faccia e quindi il periodo di rivoluzione è identico a quello di rotazione, di poco inferiore ai 16 giorni. Al suo esterno ha il piccolo Iperione, che è stato sicuramente “massacrato” da qualche impatto cometario. Esso è strettamente legato a Titano da una risonanza di moto medio (i periodi orbitali danno luogo a rapporti tra piccoli numeri interi, ¾ in questo caso) e non è detto che alcune caratteristiche geologiche e atmosferiche del grande satellite non derivino dai frammenti espulsi da Iperione e costretti a cadere su Titano. Questa eventualità potrebbe essere una delle ragioni per la formazione di una atmosfera così anomala e spessa (lo dico perché negli anni ’80 avevamo presentato un modello che oggi sembra tornare in voga… ne ho parlato QUI).

Veniamo, quindi, al primo mistero di Titano: la sua atmosfera. L’unico satellite a possederla (almeno così spessa). Essa è formata essenzialmente da azoto, soprattutto nelle zone esterne, che  crea una vera e propria coltre impenetrabile, in grado di bloccare praticamente tutte le lunghezze d’onda, nascondendo accuratamente i segreti sottostanti. L’atmosfera è più densa di quella terrestre e al suolo raggiunge una pressione 1.5 volte superiore. L’intera massa atmosferica, benché inviluppi un oggetto decisamente più piccolo, supera, anche se di poco, quella del nostro pianeta. Solo la missione Cassini–Huygens, nel 2004, è riuscita a descrivere accuratamente la sua struttura, arrivando fino al suolo sia attraverso le misure sia con un vero atterraggio sulla superficie.

La situazione è la seguente: la stratosfera, ossia la parte più alta, è composta per il 98% da azoto, per l’ 1.5% circa da metano e per lo 0.2% da idrogeno. Vi sono però tracce non trascurabili di molti idrocarburi, come l’etano, l’acetilene e il propano.  Non mancano altri gas come l’ossido di carbonio e l’anidride carbonica. Come si formano questi “interessantissimi” composti? La spiegazione più semplice si basa sulla luce solare ultravioletta che rompe la molecola del metano e mette a disposizione atomi per la fabbrica degli altri composti più complessi. A quest’azione distruttiva del Sole si deve il colore arancio. Titano non ha un campo magnetico, ma sfrutta sapientemente quello di Saturno, rimanendo al suo interno per il 95% del suo tempo.

nebbia di Titano
L’atmosfera superiore dove avviene la “distruzione” del metano e si forma la nebbia arancione.

Già  a questo punto sorge un problema. Se il metano avesse avuto un’origine antica, legata a un evento unico, l’azione del Sole lo avrebbe completamente dissociato e trasformato in idrocarburi più complessi nel giro di solo 50 milioni di anni. Un’inezia rispetto alla vita di Titano. Vi è una sola risposta: il metano continua a originarsi sulla superficie e poi viene trascinato verso le zone alte dell’atmosfera. Da dove proviene? Probabilmente dal sottosuolo ed è liberato da vulcani di ghiaccio, i cosiddetti criovulcani (come QUESTO su Cerere). Essi non sono una prerogativa di Titano, dato che sono stati persino osservati sul lontanissimo satellite di Nettuno, Tritone, per non parlare di Endeladus, Io, probabilmente Europa e forse addirittura Plutone e altri Kuiper Belt Objcets.

Normalmente il calore necessario per riversare all’esterno materiale fuso o gassoso (acqua, ammoniaca, metano, ecc.) proviene dai classici effetti mareali (tipo Io ed Europa), ma per Titano potrebbe anche essere riconducibile al calore ancora presente a seguito del decadimento degli elementi radioattivi del suo interno.

Un’atmosfera di questo genere aiuta in parte a mantenere temperature al suolo abbastanza alte attraverso l’effetto serra (il metano è un ottimo gas serra). Tuttavia, gli strati più alti fanno da schermo e limitano l’ingresso dei raggi solari, causando un effetto serra “al contrario”.  In  ogni caso, in questo tira e molla climatico, la temperatura al suolo si aggira intorno ai-175°C. Abbastanza freddo, certamente, ma ricordiamo che in Antartide si arriva a sfiorare i-90°C (ogni tanto…). Una temperatura, questa, che può tranquillamente far ghiacciare l’acqua, ma non il metano e i suoi fratelli più complicati come l’etano e il propano. Essi possono  restare allo stato liquido.

laghi Titano
Alcuni grandi laghi dell’emisfero nord

Infatti, il punto di solidificazione del metano è intorno a -185°C e quello di liquefazione intorno a -160°C. Insomma, Titano ha i giusti limiti climatici per possedere metano & friends allo stato liquido. Condizioni che fanno di Titano l’unico luogo del Sistema Solare in cui vi sia qualcosa di liquido sulla superficie (oltre alla Terra, ovviamente). Queste erano previsioni che sono state confermate in pieno dalle riprese effettuate dalla fantastica missione Cassini.

lago di Titano
Un lago di Titano, paragonabile al Lago Superiore al confine tra USA e Canada.

Siamo così arrivati sulla superficie della sesta luna. Il panorama dei suoi laghi di idrocarburi è veramente qualcosa che sembra portarci sul nostro pianeta. Alcuni sono talmente grandi da essere chiamati mari, altri solo pozze di relativa estensione. Tuttavia, si notano spiagge e litorali molto “attraenti”. I laghi, però, non si distribuiscono ovunque, ma preferiscono le zone polari. In particolare, quella dell’emisfero nord. Come mai? La risposta non è molto difficile e probabilmente si deve all’orbita un po’ eccentrica di Saturno che favorisce l’emisfero nord di Titano.

A questo punto è obbligatorio fare un paragone ancora più stretto con la Terra. L’acqua sul nostro pianeta è legata a un ciclo meraviglioso, detto appunto ciclo dell’acqua. Il vapor d’acqua, a causa del calore, viene estratto dagli oceani e trasportato nelle nubi, dove condensa e ricade al suolo sotto forma di pioggia che i fiumi e i torrenti riportano al mare. Un ciclo che è la vita stessa di tutte le creature terrestri.

ciclo del metano
Il ciclo del metano, estremamente semplificato

Qualcosa di molto simile capita anche su Titano. Gli idrocarburi, come il metano delle zone equatoriali più calde, si trasformano in vapore che va a formare spesse nubi che scaricano il loro contenuto nelle zone polari più fredde. Un vero e proprio ciclo del metano e dei sui amici che segue molto la stagione delle piogge che, a causa dell’eccentricità dell’orbita di Saturno, è più lunga nell’emisfero nord.

ciclo metano
Il ciclo del metano molto più dettagliato

Immensi laghi che si allargano e si riducono seguendo le stagione, ma che possono raggiungere anche decine e decine di metri di profondità. Non è improbabile che su di essi galleggino iceberg di idrocarburi, mentre è ben difficile assistere a movimento ondoso, data la densità e la viscosità del liquido che li forma. Chissà se un normale ombrello sarebbe sufficiente a proteggerci durante un forte acquazzone titaniano?

Metano, etano, propano, nomi che fanno rizzare le antenne ai petrolieri terrestri. Ma ce ne sono veramente tanti? Qualche numero… i laghi polari contengono centinaia di volte più gas naturali e altri idrocarburi liquidi di tutte le riserve terrestri di petrolio e gas vari. Le dune equatoriali, sebbene assomiglino ai nostri deserti, anche se prosciugate del loro liquido contengono più composti organici di tutte le riserve terrestri di carbone. Essendoci laghi e montagne, è anche ovvio trovare su Titano estesi bacini fluviali.

dune di sabbia
Le dune di Titano (in basso) confrontate con quelle dei nostri deserti

Le caratteristiche della superficie di Titano indicano anche l’estrema giovinezza del suo “vestito”, non più vecchio di un miliardo di anni, ma probabilmente anche più giovane, dell’ordine dei 100 milioni di anni. I criovulcani e altre possibili vie di uscita di materia sotterranea permettono alla sesta luna di cambiarsi spesso di abito e di mostrare ben pochi segni di impatti con comete o altri oggetti vagabondi.

Sulle scoperte della Cassini-Huygens ci sarebbe da parlare per ore e ore. Tuttavia, quando detto è sufficiente a dare un’idea estremamente vaga del fantastico satellite. D’altra parte, la geografia è stata tolta come materia dalle nostre scuole e sarebbe quasi un assurdo conoscere oggi la superficie di Titano meglio della nostra. Forse, tra qualche anno sarà così, quando si comincerà veramente a pensare di sfruttare le risorse energetiche del tanto prezioso satellite, così ricco di idrocarburi.

Noi non vogliamo pensarci e preferiamo riflettere su un altro ruolo dei composti del carbonio. Essi sono i mattoni della vita e su Titano ce ne sono a volontà. Sì, fa un po’ freddo, ma vi sono distese liquide in abbondanza e molte caratteristiche le fanno assomigliare al brodo primordiale della gioventù terrestre. Non dimentichiamo, poi, che si stanno già delineando due nuove tipologie di zone abitabili, quella definita come zona abitabile del metano liquido e quella dell’etano liquido. Titano ne sarebbe un ovvio inquilino.

Qualsiasi parola è inutile e lasciamo volare la fantasia, tenendo, però, presente le caratteristiche perfette di Titano: il giusto intervallo di temperatura per stare in una di queste zone abitabili. Una rarità forse perfino superiore a quella della Terra e della sua acqua liquida. Non dovrebbe volare, però, solo la fantasia... come sarebbe bello vedere un piccolo robottino districarsi tra le paludi, le spiagge e i litorali sabbiosi della sesta luna! Ah, ovviamente, avrebbe bisogno di un robusto ombrello…

Come sarà il futuro di Titano? Sicuramente più roseo del nostro. Quando il Sole aumenterà la sua radiazione (meglio ancora quando diventerà una gigante rossa) gli strati superiori atmosferici spariranno, lasciando solo le parti più dense, quelle più adatte all’effetto serra “riscaldante”. Le condizioni per la vita miglioreranno rapidamente, dato che anche l’acqua potrebbe rimanere liquida. Una situazione non certo duratura, ma che potrebbe protrarsi per parecchie centinaia di milioni di anni. Chissà…

I misteri di Titano non sono però risolti del tutto, anzi. Basta porci una domanda: “Cosa c’è sotto a quella coperta di laghi, di polvere e di sabbia organica”. La densità media del corpo celeste è relativamente bassa, circa 1.8 g/cm3, molto simile a quella dei satelliti galileiani, e indica la presenza di molto ghiaccio d’acqua nel suo interno. Ma se esistono vulcani in grado di “sputare” gas e liquidi, è facile che vi sia un oceano liquido anche sotto la crosta superficiale di Titano. Per adesso sono solo ipotesi, ma gli studi continuano e Titano meriterebbe molto più spesso la prima pagina non solo scientifica!

l'interno di Titano
Un modello dell’interno di Titano, con il suo ipotetico oceano di acqua liquida

 

Questo articolo è stato inserito nella sezione d'archivio "Raccontiamo i corpi planetari", compresa in "Sistema Solare"

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