NASA Research estima cuánto tiempo la fábrica química de Titán está en el mercado

la luna gigante de Saturno Titán esconde dentro de una atmósfera espesa, brumosa que es bien conocida por los científicos como uno de los ambientes químicos más complejos del sistema solar. Se trata de una producción «de fábrica» ​​poner hacia fuera los hidrocarburos que llueven sobre la superficie helada de Titán, el encubrimiento en el hollín y, con una temperatura superficial brutalmente frío de alrededor de menos 270 grados Fahrenheit, la formación de lagos de metano líquido y etano. Sin embargo, la materia prima más importante en esta fábrica de productos químicos – gas metano, una molécula compuesta por un átomo de carbono unido a cuatro átomos de hidrógeno – no debe durar mucho tiempo porque está siendo continuamente destruidos por la luz solar y se convierte en moléculas más complejas y las partículas. Una nueva investigación de la NASA, los científicos financiados por los intentos de estimar el tiempo que esta fábrica ha estado operando. Los resultados se presentan como dos artículos que aparecen en el 20 de abril número de la revista Astrophysical Journal. Estos trabajos utilizaron datos de dos instrumentos a bordo de la nave espacial Cassini de la NASA en órbita alrededor de Saturno y un instrumento en la sonda de la Agencia Espacial Europea Huygens, que aterrizó en la superficie de Titán en enero , 2005. Los tres instrumentos fueron construidos en el Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Maryland Un artículo liderado por Conor Nixon de la Universidad de Maryland, College Park utiliza infrarrojas (espectros) de metano a partir del espectrómetro infrarrojo compuesto de la Cassini para estimar la cantidad de «pesado» el metano que contiene isótopos raros está presente en la atmósfera de Titán. Los isótopos son versiones de un elemento con diferentes pesos o masas. Por ejemplo, el carbono 13 es un pesado (y raro) versión del tipo más común de carbono, llamado carbono 12. Ocasionalmente, un átomo de carbono-13 sustituye a un átomo de carbono-12 en una molécula de metano. Debido a que el metano hizo con el carbono 12 es ligeramente más claro, las reacciones químicas que convierten a los hidrocarburos más complejos suceden un poco más rápido. Esto significa que el carbono-12 de metano se agota a un ritmo ligeramente más rápido que el pesado de carbono-13 de metano, por lo que la concentración de metano pesado en la atmósfera de Titán aumenta lentamente. Esta imagen en falso color muestra una fina capa de niebla individual (línea morada) que parece flotar por encima principal de bruma atmosférica de Titán. La nave espacial Cassini cámara de ángulo estrecho tomó la imagen el 3 de julio de 2004. Crédito: NASA / JPL / Space Science Institute > a total resolución de copia modelando cómo la concentración de los cambios de metano pesado a través del tiempo, los científicos predijeron el tiempo que la fábrica de Titán química ha estado funcionando. «Bajo los supuestos básicos del modelo, la edad de metano tiene un tope de 1,6 millones de años, o alrededor de un tercio de la edad de Titán en sí», dijo Nixon, quien se encuentra estacionado en la NASA Goddard. «Sin embargo, si el metano también se permite escapar de la parte superior de la atmósfera, ya que algunos trabajos anteriores se ha sugerido, la edad debe ser mucho más corto – quizás sólo 10 millones de años – para que sea compatible con las observaciones.» Ambos escenarios asumen que el metano entró en la atmósfera en una explosión de emisión de gases, probablemente a partir de la reestructuración del interior de Titán, como materiales más pesados ​​se hundieron hacia el centro y los más ligeros se elevó hacia la superficie. «Sin embargo, si el metano no ha dejado de reponerse de una fuente de entonces sus isótopos siempre aparecen «fresco» y no podemos restringir la edad de nuestro modelo «, añade Nixon. Las fuentes posibles incluyen clatratos de metano, básicamente una molécula de metano dentro de una «jaula» o red de moléculas de hielo. Clatratos de metano se encuentran en las profundidades heladas de los océanos de la Tierra, y algunos científicos piensan que podría existir un océano de agua líquida mezclada con amoníaco (que actúa como anticongelante) por debajo de Titán la corteza de hielo de agua. Si esto es así, el metano podría ser liberado de sus jaulas clatrato durante las erupciones de propuestas de los criovolcanes de suspensión de agua y amoníaco, o simplemente poco a poco podría filtrarse a través de fracturas en la corteza. Esta imagen en falso color muestra evidencias de lagos de hidrocarburos líquidos, probablemente metano o etano, en la superficie de Titán. Los lagos están representados como zonas oscuras, pero no son lo que el ojo humano vería, porque el radar fue utilizado para penetrar en la espesa niebla oscurece la superficie de Titán. El instrumento de radar de la Cassini tomó esta imagen el 22 de julio de 2006. La imagen está centrada cerca de 80 grados de latitud norte, 35 grados oeste y tiene unos 140 kilómetros (84 millas) de ancho. La tira de imágenes de radar se acorta para simular una vista oblicua de la región de más alta latitud, visto desde un punto a su oeste. Detalles más pequeños en esta imagen son unos 500 metros (1.640 pies) de ancho. Crédito: NASA / JPL / USGS > a total resolución de copia El segundo artículo por Kathleen Mandt, del Instituto de Investigación del Suroeste, San Antonio, Texas, y sus colegas también modela el tiempo -evolución de metano. En este trabajo, la concentración del metano pesado se determina a partir de mediciones por espectrómetro de Cassini de masas de iones y neutros, que cuenta con las moléculas en la atmósfera de diferentes masas (pesos). Las mediciones realizadas por el espectrómetro de Huygens cromatógrafo de gases masas, que cuenta también con moléculas de masas diferentes, se utiliza para limitar el impacto de la fuga de metano en la atmósfera pesada. «Calculamos que, incluso si el metano se ha repuesto desde el interior a través del tiempo de igualar o superar los valores que introducen en la fábrica química de la atmósfera, el proceso debe haber estado funcionando durante un máximo de mil millones de años «, dijo Mandt. «Si el proceso se había iniciado más temprano, veríamos una acumulación de metano en los lagos en la superficie y en la atmósfera más allá de lo que se observa hoy en día.» En conjunto, estos documentos añade importantes nuevas perspectivas y limitaciones en la historia de metano de Titán atmósfera, lo que confirma que debe haberse formado mucho después de que el propio Titán. El trabajo previo teniendo en cuenta la evolución del interior de Titán ha pronosticado la última erupción importante ocurrió el metano 350 millones a 1,35 mil millones de años, mientras que el recuento del cráter ha puesto a la edad de la superficie actual de 200 millones a mil millones de años. (Trabajos de conteo de cráteres en el principio de que una superficie de más edad tiene más cráteres, así como el tiempo que estás en un juego de paintball, más golpes que se obtiene.) El presente trabajo por primera vez estimaciones de la edad del metano de la atmósfera sí mismo, a menos de mil millones de años, teniendo en cuenta tanto los papeles. Esta investigación fue apoyada por la Misión de la NASA Cassini y de la NASA Cassini Análisis de los datos del Programa de subvención NNX09AK55G. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del California Institute of Technology en Pasadena, dirige la misión para la Ciencia Espacial de la NASA, Washington.

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