¿Cómo es el interior de Titán, la luna más grande de Saturno? Esta pregunta está en el corazón de la futura misión Dragonfly de la NASA, que depositará en los próximos años un dron equipado con instrumentos científicos en su superficie. Entre ellos, un sismómetro destinado a escuchar las vibraciones del suelo de la luna de hielo.
¿Pero Titán tiembla lo suficiente para que estos instrumentos puedan captar algo? Un nuevo estudio dirigido por un equipo internacional que involucra al IPGP aporta elementos de respuesta. Combinando modelización sísmica, geología y física de materiales, los investigadores han explorado en qué condiciones los terremotos de hielo generados por las fuerzas de marea ejercidas por Saturno podrían detectarse en la superficie de Titán.
Estructura interna posible de Titán.
Ilustración: D. Tessier y L. Delaroque; imagen de base: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Nantes/Universidad de Arizona. Como en la Luna o ciertas lunas heladas de Júpiter, las tensiones gravitacionales sufridas por Titán pueden provocar fracturas en su corteza de hielo. Estos “icequakes”, análogos a los terremotos terrestres, producen ondas que se propagan en el interior de la luna. Pero a diferencia de la Tierra, estas ondas deben atravesar una envoltura helada cuyas propiedades; temperatura, porosidad, estructura; permanecen en gran parte desconocidas.
El estudio muestra que esta propagación se acompaña de una fuerte atenuación de la señal, en particular a altas frecuencias. A esto se añade otro reto: el entorno de Titán mismo. Su atmósfera densa, agitada por vientos y turbulencias, genera un ruido de fondo susceptible de enmascarar las señales sísmicas. En los escenarios más desfavorables, las ondas más energéticas podrían así pasar desapercibidas.
Sin embargo, no todo está perdido. Los investigadores identifican una ventana de observación particularmente prometedora, alrededor de 0.5 a 1 Hz, donde ciertas ondas sísmicas, en particular las reflexiones sucesivas en la corteza de hielo, permanecen detectables. Estos “ecos” sísmicos, producidos por idas y vueltas de las ondas en la cáscara helada, constituyen una firma clave.
Su análisis podría permitir estimar el espesor de esta corteza, y por lo tanto constreñir la profundidad del océano líquido supuesto subyacente o simplemente verificar su existencia. Incluso con un solo sismómetro, como el embarcado en Dragonfly, estas observaciones podrían proporcionar información valiosa. El estudio muestra en particular que la estructura interna de Titán, en particular el espesor de su cáscara de hielo, deja una huella directa en la forma y la temporalidad de las señales registradas.
Más allá de la mera detección de terremotos, este trabajo proporciona un marco realista para la interpretación de los futuros datos de Dragonfly. Integrando modelos de fuentes geológicas plausibles, estructuras internas coherentes con las observaciones de la misión Cassini que exploró los mundos de Saturno y por lo tanto Titán entre 2004 y 2017, así como escenarios realistas de ruido y atenuación, permite delimitar mejor las condiciones en las que la estructura interna de Titán podrá “revelarse” a través de sus vibraciones.
Propagación de ondas sísmicas en la superficie de Titán.
Ilustración: D. Tessier y L. Delaroque.
Imagen de base: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Nantes/Universidad de Arizona. Adaptado de ETH Zurich/D. Kim, M. van Driel, C. Böhm.
Estos resultados refuerzan la idea de que la sismología planetaria constituye una herramienta única para explorar los mundos helados del sistema solar. En Titán, donde el acceso directo al interior es imposible, escuchar los terremotos podría ser la clave para comprender la estructura, la evolución y quizás el potencial de habitabilidad de este entorno.
Fuente: IPGP