La première cartographie géologique de Titan, la lune de Saturne


D’un diamètre de 5151 km (celui de la Terre fait 12 742 kilomètres), Titan qui est la deuxième plus grande lune du système solaire gravitant autour de Saturne est littéralement enveloppée de mystères. En effet, une épaisse couche de nuages de méthane obscurcit sa surface et empêche l’observation en profondeur de ses caractéristiques géologiques. Cependant, les scientifiques de la NASA ont pu, grâce à la sonde Cassini, traverser ces nuages afin de découvrir la surface de Titan.

 

La Mission Cassini-Huygens

Cassini est une sonde spatiale de la NASA, envoyée dans l’espace pour les besoins de la mission Cassini-Huygens . Celle-ci a pour but l’étude de la planète Saturne, de ses anneaux et de ses satellites. La sonde a commencé sa mission dans le système saturnien le 1er juillet 2004 et l’a achevée le 15 septembre 2017 en plongeant dans l’atmosphère de Saturne.

 

 

Depuis l’arrivée en orbite de la sonde Cassini-Huygens autour de Saturne, Titan a été régulièrement survolée et scrutée au moyen de l’instrument VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer). Les données récoltées ont permis d’assurer le suivi de son atmosphère et de ses formations nuageuses depuis 2004. Cependant, il est difficile de voir à travers l’atmosphère de Titan, ce qui fait de cette cartographie une étape importante. Le communiqué de la NASA explique que le vaisseau spatial a orbité autour de Saturne entre 2004 et 2017 et a survolé Titan plus de 120 fois. L’équipe a ensuite utilisé les données radar acquises par Cassini pour pénétrer l’atmosphère opaque du satellite, due à sa teneur en azote et en méthane.

Le travail de la sonde Cassini a permis de dresser la toute première carte géologique de la lune de Saturne qui vient d’être publiée dans Nature Astronomy , le 18 novembre 2019. Celle-ci identifie six éléments clés appelés « unités géologiques »: des plaines, des dunes, des lacs, des terrains bosselés (petites montagnes), des terrains labyrinthiques et des cratères.

Rosaly Lopes, géologue planétaire au Jet Propulsion Laboratory de la Nasa et auteure principale de l’étude ayant contribué à produire la carte, explique que « Titan a une atmosphère comme la Terre. Il y a du vent, il y a de la pluie, il y a des montagnes. C’est un monde vraiment très intéressant, et un des meilleurs lieux pour chercher la vie dans le Système solaire. »

 

Une cartographie qui se dessine

La nouvelle carte, publiée dans la revue Nature Astronomy, est la première à montrer la géologie globale de Titan, permettant ainsi aux planétologues de mieux comprendre les interactions entre les différentes régions du satellite naturel.

Les scientifiques de la NASA ont pu exploiter des données visibles et infrarouges, que les instruments ont pu capter à travers le voile de méthane. Ils ont noté que la majorité des lacs de Titan sont situés au pôle nord, alors que le pôle sud semble relativement sec. Pour eux, cela peut être le résultat de cycles climatiques globaux. De plus, les caractéristiques de Titan suggèrent qu’il y a un certain nombre de processus agissant à sa surface, contrôlés par le climat, les saisons et l’altitude.

Titan pourrait-elle abriter la vie ? Et en quoi cette vie serait-elle différente, grâce au cycle inhabituel du méthane de la lune ? Ce sont là quelques-unes des questions auxquelles la NASA espère répondre à l’avenir.

« La mission Cassini a révélé que Titan est un monde géologiquement actif, où les hydrocarbures comme le méthane et l’éthane jouent le rôle que l’eau joue sur Terre », explique David Williams, géologue à l’Arizona State University et co-auteur de l’étude. « Ces hydrocarbures pleuvent à la surface, s’écoulent dans les ruisseaux et les rivières, s’accumulent dans les lacs et les mers, et s’évaporent dans l’atmosphère. C’est un monde étonnant ! »

 

 

 

Titan comporte ainsi des cratères d’astéroïdes mais aussi des lacs, des déserts de dune et surtout des plaines et des zones d’hummock, semblables à des plaines glaciaires. Sa géologie est hautement influencée par le cycle du méthane. Cet élément chimique, principalement gazeux sur Terre, existe sous forme liquide sur Titan et incarne le rôle qu’a l’eau sur notre planète. Lorsqu’il pleut sur Titan, les gouttes de méthane coulent dans des rivières et remplissent d’immenses lacs de méthane aux pôles. A son équateur, de vastes dunes et plaines le recouvrent. Les chercheurs pensent qu’elles sont composés d’éléments chimiques organiques encore non-identifiés – potentiellement de l’acrylonitrile, composé proche du cyanure. « La surface de Titan est l’une des plus diversifiées géologiquement de notre système solaire », a déclaré Rosaly Lopes.

Des similitudes avec la Terre?

Pour Rosaly Lopes, « malgré les différences de matériaux, de températures et de champs de gravité entre la Terre et Titan, de nombreuses caractéristiques de surface sont similaires entre les deux mondes et peuvent être interprétées comme étant les produits des mêmes processus géologiques. »

Comme sur Terre, la météorologie de Titan se base sur un cycle composé de trois étapes essentielles : évaporation depuis les lacs sous l’effet de la chaleur, formation et circulation de masses nuageuses, et précipitations. Comme la Terre aussi, Titan subit l’influence de saisons nettement marquées en raison de l’inclinaison de 27° de son axe de rotation. Mais les similitudes s’arrêtent là, car le rôle de l’eau y est joué par le méthane

Une autre priorité de la NASA est la recherche de la vie en ce monde : c’est pour cette raison que Cassini ne fut pas écrasée sur Titan afin d’éviter toute contamination éventuelle, mais a été orientée pour être brûlée dans l’atmosphère de Saturne. La NASA a d’ores et déjà programmé d’y envoyer un drone à l’horizon 2034, pour la mission Dragonfly.  Ce véhicule sera le premier engin volant de l’agence spatiale américaine à effectuer une mission scientifique dans un autre monde. Il pourra décoller et atterrir sur Titan. La NASA espère couvrir environ 175 kilomètres au cours d’une étude initiale de 2,7 ans.

En attendant, ce nouveau relevé complet, la mission Cassini-Huygens devrait rester, grâce à sa cartographie, une référence pour l’étude scientifique de ce milieu.

 

sources:

https://www.cieletespace.fr/actualites/la-nouvelle-carte-geologique-de-titan-la-lune-de-saturne

https://www.cnetfrance.fr/news/la-premiere-cartographie-geologique-de-titan-la-lune-de-saturne-livre-d-etonnantes-revelations-39894097.htm

https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/the-journey/

https://www.numerama.com/sciences/573683.html

 

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