Como Titã conseguiu sua atmosfera rica em Metano?

A presença do metano da atmosfera de Titã, lua de Saturno, tem intrigado a os astrônomos durante décadas. Agora julgam que foi descoberta sua origem.
O metano não resiste muito tempo sob a luz do Sol. Os raios solares o destroem rapidamente, formando outras moléculas orgânicas. Assim, o descobrimento de metano em qualquer ponto do Sistema Solar sempre causa frisson nos astrônomos.

Modelo da Atmosfera de Titã: a segunda maior lua do sistema Solar apresenta um ambiente único no sistema solar. Com uma atmosfera espessa contendo compostos orgânicos (com carbono), lagos ou mares orgânicos e um solo rico repleto de moléculas congeladas similares as que levaram ao aparecimento da vida na Terra. As principais diferenças entre Titã e a Terra são a baixa temperatura e a ausência de água líquida em Titã. Assim como na Terra o principal componente da atmosfera é o Nitrogênio (N²). Metano (CH4) representa ≈ 6% da pressão de vapor atmosférico. A pressão atmosférica de Titã é 60% superior a da Terra, apesar desta lua gigante ser menor que nosso planeta. A gravidade em Titã é 14g (14% da gravidade terrestre).


Essa emoção é compreensível. O metano não pode permanecer ali por muito tempo (de outra forma já teria sido destruído pela luz solar). Assim, algo deve tê-lo liberado recentemente para a atmosfera de Titã. Na Terra, o metano atmosférico é , em grande parte, produzido pelas inevitáveis flatulências dos seres vivos.


Por isto é por o que o recente descobrimento de pequenas quantidades de metano em Marte provocou tal entusiasmo. Poderiam ser os flatulentos marcianos os responsáveis? Provavelmente não. Muitos comentaristas ignoram o fato de que o metano da Terra também se libera em vulcões, fumarolas hidrotermais e em algumas reações entre rochas e água.

Chuva de Metano em Titã por Mark A. Garlick


A atmosfera de Titã é composta 98,4% por nitrogênio — a única atmosfera rica em nitrogênio além da Terra no Sistema Solar — com o 1,6%  restante composto basicamente de metano e traços de outros gases: os hidrocarbonetos (etano, diacetileno, metil-acetileno, acetileno, propano), cianoacetileno, cianeto de hidrogênio, dióxido de carbono, monóxido de carbono, cianogênio, além do argônio e do hélio. A questão principal é como chegou ali o metano, se está sendo constantemente naturalmente substituído por outras substâncias devido ação da luz solar.
O que explica a forte presença do metano?

Titã e sua atmosfera de Nitrogênio e Metano (responsável pela cor azulada)


Os cientistas sugerem duas respostas (ignorando, é claro, uma suposta presença de alguns tipos de organismos flatulentos por lá).


A existência de uma reação em curso abaixo da superfície de Titã entre ferro ou silicatos de magnésio, água e dióxido de carbono para produzir metano. Isto se conhece como serpentização e tem lugar em vários locais da Terra como nas rochas pré-cambrianas sob a superfície do Canadá;
A presença do gelo de metano que se incorporou ao interior de Titã quando a lua se formou nos primórdios do Sistema Solar. Assim, a atmosfera se refresca constantemente mediante enormes ejeções de metano na superfície quando o gelo se funde e escapa.
Agora, um grupo internacional de geólogos planetários diz que descobriu finalmente a razão. Comentam que recentes medidas de comparação da proporção de hidrogênio e deutério no metano de Titã não podem ser explicadas pelas reações de serpentização. A água implicada teria que ter uma improvável mescla destes dois isótopos.


Por outra parte, o metano primordial poderia perfeitamente ter uma mescla de hidrogênio e deutério que está mais próximo do que vemos atualmente em Titã, uma vez que a diferença pode ser explicada pela forma em que a fotólise prefere um isótopo sobre o outro.


É interessante ressaltar que a equipe sugeriu uma forma de provar sua idéia. Alegam que outra das luas de Saturno, Enceladus, deve ter se formado a partir do mesmo metano primordial. Enceladus parece lançar ocasionalmente esta matéria em órbita ao redor de Saturno. Uma medida da proporção isotópica de este metano poderia lançar a questão, ou pelo menos, respaldar com força o argumento sobre o metano de Titã.


E quem poderia fazer tais medidas? A equipe que controla a sonda que orbita Saturno, Cassini.