A lua de Saturno Titã é ondulada com montanhas e os cientistas estão tentando entender como elas se formaram. A melhor explicação, é que Titã está se contraindo à medida que esfria, enrugando a superfície do satélite como uma uva passa.
Um modelo desenvolvido pelos cientistas trabalhando com dados de radares obtidos pela sonda Cassini da NASA mostra que diferenças de densidade nas camadas mais externas de titã podem levar a um comportamento não comum da superfície. Titã está esfriando lentamente pois está liberando calor de sua formação original e seus isótopos radioativos estão decaindo no interior do satélite. À medida que isso acontece, partes do oceano congelado da subsuperfície de Titã, a crosta de gelo mais externa do satélite sofre um espessamento e se dobra, e então a lua se enruga.
“Titã é único corpo congelado que nós conhecemos no sistema solar que se comporta dessa maneira”, disse Giuseppe Mitri, o principal autor do estudo e um pesquisador associado que trabalha com os dados de radar da Cassini e que fica baseado no California Institute of Technology em Pasadena. “Mas ela nos dá uma idéia de como o nosso sistema solar veio a ser um dia”.
Um exemplo desse tipo de processo também pode ser encontrado na Terra, onde camadas mais externas da superfície conhecidas como litosfera criaram as Montanhas Zagros no Irão, disse Mitri.
As montanhas mais altas de Titã se erguem a aproximadamente 2 km, e é comparável aos picos mais altos dos Montes Apalaches. A Cassini foi a primeira sonda a identificar as montanhas de Titã em dados de radar em 2005. Algumas cadeias de montanhas em Titã existem próximo do equador e são normalmente orientadas na direção oetes-leste. A concentração dessas cadeias próximo do equador sugerem uma história comum.
Enquanto que algumas outras luas congeladas no sistema solar externo tem picos que alcançam alturas semelhantes às cadeias de montanhas de Titã, suas topografias se originam de tectônica extensional – forças que esticam a concha de gelo – ou de processos geológicos. Até agora, os cientistas possuem poucas evidências de processos tectônicos contacionais – forças que diminuem e espessam a camada de gelo. Titã é o único satélite congelado onde esse processo é dominante.
Mitri e seus colegas alimentaram os dados coletados pelo radar da Cassini em modelos computacionais de Titã desenvolvidos para descrever os processos tectônicos da lua e estudaram a estrutura interior e a evolução de satélites congelados. Eles também fizeram premissas que o interior do satélite foi somente parcialmente separado em uma mistura de rocha e gelo,como sugerem os dados de radio da Cassini.
Os cientistas ajustaram o modelo até que ele fosse capaz de gerar montanhas na superfície similares àquelas encontradas pela Cassini. Eles encontraram as condições quando eles assumiram que o interior profundo era envolto por uma camada muito densa de gelo de água em alta pressão, então vinha um oceano de água líquida e amônia e uma camada externa de água congelada. Com isso esse modelo desenvolvido por Mitri também explicava a existência de um oceano em subsuperfície.
Cada camada sucessiva do interior de Titã é mais frio do que o anterior, com a camada mais externa da superfície tendo uma média de temperatura congelante de 94 Kelvin, ou menos 290 graus Fahrenheit. Sendo a superfície tão fria, isso causa um congelamento do oceano líquido em subsuperfície e um espessamento da camada externa de gelo de água. Isso também causa um espessamento do gelo de alta pressão. Pelo fato do gelo na crosta ser menos denso do que o oceano líquido e o oceano líquido ser menos denso do que o gelo de lata pressão, o esfriamento significa que as camadas do interior perdem volume e o gelo no seu topo se dobra.
Desde que a formação de Titã, como os cientistas acreditam ocorreu a aproximadamente quatro bilhões de anos atrás, o interior da lua esfriou de forma significante. Mas a lua ainda está liberando centenas de gigawatts de energia alguma parte dessa energia disponível para a atividade geológica. O resultado de acordo com o modelo foi um encurtamento no raio da lua de aproximadamente sete quilômetros e uma diminuição no volume de aproximadamente um por cento.
Esses resultados sugerem que a história geológica de Titã tem sido diferente de seus primos Jovianos, graças talvez ao oceano interno de água e amônia”, disse Jonathan Lunine, um cientista interdisciplinar da Cassini e co-autor do trabalho. “À medida que a Cassini continua a mapear Titã, nós iremos aprender mais sobre extensão e a altura das montanhas através da sua superfície diversificada”.
“These results suggest that Titan’s geologic history has been different from that of its Jovian cousins, thanks, perhaps, to an interior ocean of water and ammonia,” said Jonathan Lunine, a Cassini interdisciplinary scientist for Titan and co-author on the new paper. Lunine is currently based at the University of Rome, Tor Vergata, Italy. “As Cassini continues to map Titan, we will learn more about the extent and height of mountains across its diverse surface.”
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