Scoperte due tipologie di dune nei deserti di Titano

Confrontando le immagini radar dei campi di dune su Titano con i deserti terrestri, gli scienziati sono riusciti a identificare due tipologie distinte di dune sulla luna di Saturno. I dati suggeriscono inoltre che la luna sia stata vittima di un importante cambiamento climatico nel suo passato.

Titano è l'unica luna del sistema solare a essere dotata di una densa atmosfera a base di metano, di una superficie geologicamente attiva e di bacini liquidi stabili. Una costante coltre di nebbia a base di idrocarburi cela la superficie di Titano, sottraendola agli occhi ottici indiscreti della sonda Cassini. Per nostra fortuna, però, la sonda è dotata di un altro strumento in grado di penetrare attraverso la nebbia e sondare la misteriosa superficie: un radar che opera a 2.2 centimetri di lunghezza d'onda e che può essere impiegato come un radar ad apertura sintetica, uno scatterometro, un altimetro o un radiometro, a seconda delle necessità.

Il potente radar di Cassini ha rivelato che il 17% della superficie di Titano, perlopiù in prossimità dell'equatore, è ricoperta da campi di dune di sabbia. Queste dune sono tipicamente spesse 1-2 chilometri, lunghe 100, distanti 1-4 tra di loro e allineate lungo l'asse est-ovest, parallele cioè ai venti equatoriali.

Per quanto potente, il radar di Cassini offre una risoluzione spaziale massima di 300 metri, non sufficiente per poter studiare in dettaglio la morfologia e i meccanismi di formazione ed evoluzione di queste strutture. Così, gli scienziati hanno deciso di confrontare i campi di dune di Titano con deserti un po' più familiari: quelli della Terra, osservati dal satellite TerraSAR-X.

"Confrontare strutture su pianeti diversi è un approccio molto solido," spiega Philippe Paillou dell'Università di Bordeaux. "Ci aiuta a comprendere la geologia di regioni a cui non abbiamo accesso diretto. Lo studio sul campo di Titano è ancora un sogno, ma usando la superficie della Terra come laboratorio possiamo capire molto su quella di Titano, nonostante essa si trovi a miliardi di chilometri di distanza."

In particolare, gli scienziati si sono soffermati su due strutture: le dune lineari e i mega yardang, creste rocciose formatesi dall'erosione dovuta all'azione del vento che si formano a partire dai depositi morbidi situati in antichi bacini lacustri. Mentre le dune lineari sono dovute all'azione diretta del vento che sposta e deposita materiali, i mega yardang sono provocati dall'erosione dovuta al vento.

"Abbiamo usato le immagini di dune lineari nel Grande Mare di Sabbia in Egitto e nel Deserto del Namib e di mega yardang nel Dasht-e Lut in Iran e nel Borkou, in Chad," aggiunge Paillou. Le immagini di queste regioni riprese da TerraSAR-X godono di una risoluzione spaziale di gran lunga migliore di quella di Cassini, pari a circa 18 metri. Le immagini sono state scattate da un sensore che opera a 3.1 centimetri di lunghezza d'onda - il più simile al radar di Cassini tra tutti i radar in orbita attorno alla Terra.

Studiando la retrodiffusione dei segnali radar in ciascuna regione terrestre, gli scienziati sono riusciti a ricostruire un modello in grado di riprodurre fedelmente i segnali radar per ogni tipo di terreno. Le simulazioni sono state condotte a partire da modelli topografici realizzata dalla NASA. Usando il modello, gli scienziati sono riusciti a distinguere tra le dune nude egiziane e quelle ricoperte di sabbia della Namibia e tra i due tipi di yardang, quelli giovani dell'Iran e quelli antichi del Chad. Subito dopo, gli scienziati hanno applicato lo stesso modello alle osservazioni di Titano.

I risultati sono chiari: il Belet Sand Sea, una regione equatoriale fotografata nel 2008, risulta essere popolata da una serie di dune lineari, alcune simili a quelle egizie e altre simili a quelle namibiane. "Essere in grado di distinguere tra tipi diversi di dune è notevole," commenta Paillou. "Capire che c'è più di una tipologia di dune lineari su Titano è importante, in modo da evitare false interpretazioni delle immagini radar in futuro."

Altre due regioni, fotografate tra il 2009 e il 2012, sembrano invece essere popolate da strutture simili ai mega yardang. Si tratta della prima identificazione di queste strutture su Titano. Gli scienziati sospettano che, mentre le dune si sono formate dal depositarsi di particelle atmosferiche, i mega yardang si siano formati a partire dai sedimenti lasciati da antichi laghi.

Oggigiorno, le uniche regioni in grado di mantenere etano e metano stabili in superficie allo stato liquido sono quelle polari, dove infatti sono concentrati quasi tutti i bacini, mari e laghi. Tuttavia, gli scienziati hanno riscontrato la presenza di mega yardang anche a latitudini inferiori, lontane dai poli.

"Trovare yardang a latitudini medie su Titano significa che un tempo queste regioni avessero laghi liquidi," spiega Nicolas Altobelli dell'ESA. "Dato che siamo sicuri che non vi siano laghi in quelle regioni oggi, è un forte indizio di un cambiamento climatico naturale. C'è così tanto da esplorare su questa luna."

Photo Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/ESA