The analysis of gravity and topography of Titan, the largest moon of Saturn, obtained by the mission 'Cassini' by NASA suggests that Titan's ice sheet could be rigid and that the few topographic elevations of the surface could lead associated large "ice roots" that would sink into the underlying ocean, according to a study published Wednesday in Nature and distributed by the U.S. space agency.
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La capa helada en la superficie de Titán, | ESA / NASA / JPL
El análisis de la gravedad y la topografía de Titán, la mayor luna de Saturno, obtenidos por la misión 'Cassini' de la NASA, sugiere que la capa de hielo de Titán podría ser rígida y que las pocas elevaciones topográficas de su superficie podrían llevar asociadas a grandes "raíces de hielo" que se adentrarían en el océano subyacente, según un estudio publicado este miércoles en Nature y difundido por la agencia espacial estadounidense.
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False-color VIMS image of possible cryovolcano Sotra Patera, combined with 3D map based on radar data, showing 1000-meter-high peaks and a 1500-meter-deep crater
http://en.wikipedia.org/wiki/Titan_(moon)
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Nuevos datos de la sonda Cassini sugieren que la luna Titán del planeta Saturno tendría capa de hielo sin actividad tectónica y erosionada
Un análisis de los datos gravimétricos y la topografía de la luna más grande de Saturno, Titán , ha revelado características inesperadas de la capa de hielo exterior de esa luna. La mejor explicación para los hallazgos, según los autores, es que la capa de hielo de Titán es rígida y que las relativamente pequeñas características topográficas de la superficie, la poca elevación de la superficie, se asocia con grandes raíces de hielo que se hunden en el océano subyacente. El estudio aparece en la edición del 29 de agosto de la revista “Nature”.
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Dirigido por los científicos planetarios Douglas Hemingway y Francis Nimmo de la Universidad de California en Santa Cruz, el estudio utilizó nuevos datos de la sonda espacial Cassini de la NASA. Los investigadores se sorprendieron al encontrar una correlación negativa entre la gravedad y las características de la topografía de Titán.
"Normalmente, si uno vuela sobre una montaña, se espera ver un aumento en la gravedad debido a la masa extra de la montaña. En Titán, cuando se vuela sobre una montaña, pasa lo contrario, la gravedad es más baja. Esa es una observación muy extraña e inesperada", dijo Nimmo, profesor de ciencias terrestres y planetarias.
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Para explicar esta observación, los investigadores desarrollaron un modelo en el que cada relieve en la topografía de la superficie de Titán se ve compensado por una "raíz " muy profunda, lo suficientemente grande como para sobrepasar el efecto gravitacional del relieve en la superficie.
La raíz sería como un iceberg que se hunde en el océano debajo de la superficie helada. "Debido a que el hielo es menos denso que el agua, se obtiene menos gravedad cuando se tiene un gran trozo de hielo allí en vez de agua líquida", explicó Nimmo .
Un iceberg flotando en el agua está en equilibrio, su flotabilidad equilibrar su peso. En este modelo de Titán, sin embargo, las “raíces” que se extenderían por debajo de la capa de hielo, serían mucho más grandes que las protuberancias en la superficie, esto explicaría una flotabilidad extra, que generaría una presión del “iceberg” contra la capa de hielo de la superficie de Titán . "Algo similar pasa como una gran bola de playa en el agua, genera un gran empuje, una presión hacia arriba y la única manera de mantenerla sumergida es ejerciendo mucha fuerza hacia abajo. En Titán, el iceberg bajo cada montaña actúa como la gran bola de playa, con empuje hacia arriba que resiste la fuerte capa de hielo", dijo Hemingway , un estudiante de doctorado en geofísica planetaria en UCSC y autor principal del artículo . "Si las grandes raíces son la razón de la correlación negativa de la gravedad, significa que capa de hielo de Titán debe tener una capa rígida muy gruesa. "
Los investigadores calcularon que, en este modelo, la capa de hielo de Titán tendría que ser una capa rígida de al menos 40 kilómetros de espesor. Ellos también encontraron que se requería una erosión y deposición superficial de cientos de metros para explicar el desequilibrio observado entre las raíces grandes y las pequeñas características de la topografía superficial. Los resultados de su modelo son similares a las estimaciones obtenidas por geomorfólogos estudiando la erosión de los cráteres de impacto y otras características de Titán.
Estos hallazgos tienen varias implicaciones. Por ejemplo, una capa de hielo gruesa y rígida hace que sea muy difícil la presencia de volcanes de hielo, lo que algunos han propuesto para explicar ciertas características que se ven en la superficie .
A diferencia de la corteza terrestre geológicamente activa, la capa de hielo de Titán no está siendo reciclada por convección o por tectónica de placas. "Está allí asentada, y el tiempo y la erosión actúan sobre ella, moviendo material de un lado y volviendo a depositarlo como sedimentos en otro, dijo Nimmo . "Sería como la superficie de la Tierra si la tectónica de placas no existiera. "
Los investigadores no están seguros de que podría haber dado lugar a las características topográficas de Titán con sus raíces profundas. La excéntrica órbita de Titán alrededor de Saturno genera mareas que flexionan la superficie lunar, cren rozamiento de materiales y crean calentamiento de marea , lo que podría provocar variaciones en el desarrollo del espesor de la capa de hielo, dijo Hemingway.
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Además de Hemingway y Nimmo, los coautores del artículo incluyen a Howard Zebker de la Universidad de Stanford y Luciano Iess de la Universidad Sapienza de Roma. Esta investigación fue financiada en parte por la NASA.
La misión Cassini- Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA , la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana . Más información sobre la misión Cassini está disponible en línea en la página de la NASA y del Jet Propulsion Laboratory.
The orbit of Titan, highlighted in red among the other large inner moons of Saturn. The outer moons are (l-r) Iapetus and Hyperion; the inner moons are (l-r) Rhea, Dione, Tethys, Enceladus and Mimas.
Los 'icebergs' de Titán
Cada elevación de la topografía de la superficie de la luna está compensada por una 'raíz' profunda de hielo ... lo suficientemente grande como para compensar el efecto gravitacional de los accidentes orográficos de la superficie titaniana. Así, la raíz actuaría como un iceberg, con la mayor parte de su masa dentro del océano que subyace bajo la capa de hielo, esto aportaría menor densidad que si ese espacio estuviera ocupado por agua y además ejercería una fuerza hacia arriba, un empuje, que podría explicar la menor gravedad detectada.
Además, si estos datos fueran correctos, una capa de hielo tan fuerte como la que se hipotetiza en Titán, haría muy difícil tener volcanes, lo que, según algunos científicos, explicaría ciertas características que se observan en la superficie.
También, la información sugiere que no hay tectónica de placas como en la Tierra, es decir que la capa de hielo de la superficie no se recicla, por lo que estaría bastante erosionada ...
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New Cassini data from Titan indicate a rigid, weathered ice shell
August 28, 2013
By Tim Stephens
New Cassini data from Titan indicate a rigid, weathered ice shell
An analysis of gravity and topography data from Saturn's largest moon, Titan, has revealed unexpected features of the moon's outer ice shell. The best explanation for the findings, the authors said, is that Titan's ice shell is rigid and that relatively small topographic features on the surface are associated with large roots extending into the underlying ocean. The study is published in the August 29 issue of the journal Nature.
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Led by planetary scientists Douglas Hemingway and Francis Nimmo at the University of California, Santa Cruz, the study used new data from NASA's Cassini spacecraft. The researchers were surprised to find a negative correlation between the gravity and topography signals on Titan.
"Normally, if you fly over a mountain, you expect to see an increase in gravity due to the extra mass of the mountain. On Titan, when you fly over a mountain the gravity gets lower. That's a very odd observation," said Nimmo, a professor of Earth and planetary sciences at UC Santa Cruz.
To explain that observation, the researchers developed a model in which each bump in the topography on the surface of Titan is offset by a deeper "root" big enough to overwhelm the gravitational effect of the bump on the surface. The root is like an iceberg extending below the ice shell into the ocean underneath it. "Because ice is lower density than water, you get less gravity when you have a big chunk of ice there than when you have water," Nimmo explained.
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An iceberg floating in water is in equilibrium, its buoyancy balancing out its weight. In this model of Titan, however, the roots extending below the ice sheet are so much bigger than the bumps on the surface that their buoyancy is pushing them up against the ice sheet. "It's like a big beach ball under the ice sheet pushing up on it, and the only way to keep it submerged is if the ice sheet is strong," said Hemingway, a doctoral candidate in planetary geophysics at UCSC and lead author of the paper. "If large roots are the reason for the negative correlation, it means that Titan's ice shell must have a very thick rigid layer."
The researchers calculated that, in this model, Titan's ice shell would have to have a rigid layer at least 40 kilometers thick. They also found that hundreds of meters of surface erosion and deposition are needed to account for the observed imbalance between the large roots and small surface topography. The results from their model are similar to estimates obtained by geomorphologists studying the erosion of impact craters and other features on Titan.
These findings have several implications. For example, a thick rigid ice shell makes it very difficult to produce ice volcanoes, which some have proposed to explain certain features seen on the surface.
Unlike Earth's geologically active crust, Titan's ice shell isn't getting recycled by convection or plate tectonics. "It's just sitting there, and weather and erosion are acting on it, moving stuff around and redepositing sediments," Nimmo said. "It may be like the surface of Earth would be if you turned plate tectonics off."
The researchers are not sure what could have given rise to Titan's topographical features with their deep roots. Titan's eccentric orbit around Saturn generates tides that flex the moon's surface and create tidal heating, which could cause variations to develop in the thickness of the ice shell, Hemingway said.
In addition to Hemingway and Nimmo, the coauthors of the paper include Howard Zebker at Stanford University and Luciano Iess at the Sapienza University of Rome. This research was supported in part by NASA. The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency, and the Italian Space Agency. More information on the Cassini mission is available online from NASA and the Jet Propulsion Laboratory.
http://news.ucsc.edu/2013/08/titan-ice-shell.html?utm_medium=rss
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Cassini captured this image of Saturn with it's largest moon, Titan, in the foreground on August 29, 2012. (Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI) |
This diagram of a cross-section through Titan's ice shell shows features that may explain the gravity anomaly: a low-density ice lens created by regional basal freezing; a rigid ice shell that resists upward deflection; and surface weathering that keeps topography small. (Image credit: D. Hemingway) |