I ricercatori hanno scoperto che l’attività delle onde sulla luna più grande di Saturno potrebbe essere abbastanza forte da erodere le coste di laghi e mari.
Titano, la luna più grande di Saturno, è l’unico altro corpo planetario nel sistema solare che attualmente ospita fiumi, laghi e mari attivi. Si ritiene che questi sistemi fluviali ultraterreni siano pieni di metano ed etano liquidi che sfociano in ampi laghi e mari, alcuni grandi quanto i Grandi Laghi della Terra. L’esistenza dei grandi mari e dei laghi più piccoli di Titano è stata confermata nel 2007, con immagini scattate dalla sonda spaziale Cassini della NASA. Da allora, gli scienziati hanno analizzato attentamente quelle e altre immagini alla ricerca di indizi sul misterioso ambiente liquido della Luna. Ora, i geologi del MIT hanno studiato le coste di Titano e hanno dimostrato attraverso simulazioni che i grandi mari della luna sono stati probabilmente modellati dalle onde. Fino ad ora, gli scienziati avevano trovato segni indiretti e contrastanti dell’attività delle onde, basati su immagini remote della superficie di Titano.
Presenza di onde
Il team del MIT ha adottato un approccio diverso per studiare la presenza di onde su Titano, modellando prima i modi in cui un lago può erodersi sulla Terra. Hanno poi applicato il loro modello ai mari di Titano per determinare quale forma di erosione avrebbe potuto produrre le coste nelle immagini di Cassini. Le onde, hanno scoperto, erano la spiegazione più probabile.
I ricercatori sottolineano che i loro risultati non sono definitivi; per confermare che ci siano onde su Titano saranno necessarie osservazioni dirette dell’attività delle onde sulla superficie della luna. La presenza di onde su Titano è stata infatti un argomento alquanto controverso sin da quando la sonda Cassini individuò corpi liquidi sulla superficie lunare.
Sapere se i mari di Titano ospitano attività ondosa potrebbe fornire agli scienziati informazioni sul clima della Luna, come la forza dei venti che potrebbero sollevare tali onde. Le informazioni sulle onde potrebbero anche aiutare gli scienziati a prevedere come la forma dei mari di Titano potrebbe evolversi nel tempo. Ma piuttosto che cercare segni diretti di caratteristiche ondulatorie nelle immagini di Titano, il team ha dovuto prendere una strada diversa e vedere, semplicemente osservando la forma della costa, se si poteva capire cosa stesse erodendo le coste.
Si pensa che i mari di Titano si siano formati quando livelli crescenti di liquidi hanno inondato un paesaggio attraversato da valli fluviali. I ricercatori si sono concentrati su tre scenari per ciò che sarebbe potuto accadere dopo: nessuna erosione costiera, erosione guidata dalle onde ed erosione uniforme, guidata sia dalla “dissoluzione”, in cui il liquido dissolve passivamente il materiale della costa, sia da un meccanismo in cui la costa gradualmente si stacca sotto il proprio peso.
I risultati delle simulazioni
I ricercatori hanno simulato come si sarebbero evolute le varie forme della costa in ciascuno dei tre scenari. Per simulare l’erosione provocata dalle onde, hanno preso in considerazione una variabile nota come “fetch”, che descrive la distanza fisica da un punto sulla costa al lato opposto di un lago o di un mare.
Per testare come le forme della costa differirebbero tra i tre scenari, i ricercatori hanno iniziato con un mare simulato con valli fluviali allagate attorno ai suoi bordi. Per l’erosione provocata dalle onde, hanno calcolato la distanza di recupero da ogni singolo punto lungo la costa a ogni altro punto e hanno convertito queste distanze in altezze delle onde. Quindi, hanno eseguito la simulazione per vedere come le onde avrebbero eroso la costa iniziale nel tempo. Hanno confrontato questo risultato con il modo in cui la stessa linea costiera si evolverebbe sotto l’erosione guidata da un’erosione uniforme. Il team ha ripetuto questo modello comparativo per centinaia di forme diverse di coste iniziali.
Hanno così scoperto che le forme delle estremità erano molto diverse a seconda del meccanismo sottostante. In particolare, l’erosione uniforme ha prodotto coste rigonfie che si sono allargate uniformemente tutt’intorno, anche nelle valli fluviali allagate, mentre l’erosione delle onde ha principalmente levigato le parti delle coste esposte a lunghe distanze di recupero, lasciando le valli allagate strette e accidentate.
Il team ha verificato i risultati confrontando le simulazioni con i laghi reali sulla Terra. Hanno trovato la stessa differenza di forma tra i laghi terrestri noti per essere stati erosi dalle onde e i laghi colpiti da un’erosione uniforme, come la dissoluzione del calcare.
La forma di una riva
La loro modellazione ha rivelato forme chiare e caratteristiche del litorale, a seconda del meccanismo attraverso il quale si sono evoluti. Il team si è quindi chiesto: dove si adatterebbero le coste di Titano, all’interno di queste forme caratteristiche? In particolare, si sono concentrati su quattro dei mari più grandi e meglio mappati di Titano: il Mare di Kraken, che è paragonabile per dimensioni al Mar Caspio; il Mare di Ligeia, che è più grande del Lago Superiore; il Mare di Punga, che è più lungo del Lago Vittoria; e Ontario Lacus, che è circa il 20% più grande del suo omonimo terrestre.
Il team ha mappato le coste di ciascun mare di Titano utilizzando le immagini radar di Cassini, e poi ha applicato il modello a ciascuna delle coste del mare per vedere quale meccanismo di erosione spiegava meglio la loro forma. Hanno scoperto che tutti e quattro i mari si adattano perfettamente al modello di erosione guidata dalle onde, il che significa che le onde producono linee costiere che somigliano di più ai quattro mari di Titano.
I ricercatori stanno lavorando per determinare quanto devono essere forti i venti di Titano per sollevare onde che potrebbero sgretolare ripetutamente le coste. Sperano anche di decifrare, dalla forma delle coste di Titano, da quali direzioni soffia prevalentemente il vento.
L’articolo è attualmente sottoposto a revisione paritaria.
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Fonte: ScienceAlert, Science Advances
