La mission Cassini à Saturne et ses lunes s'est terminée en 2017, lorsque le vaisseau spatial a été envoyé plongeant dans la géante du gaz pour atteindre sa fin. Mais il y a encore beaucoup de données de la mission pour occuper les scientifiques. Une équipe de scientifiques travaillant avec les données de Cassini a fait une découverte surprenante: les lacs remplis de méthane de Titan sont beaucoup plus profonds et plus étranges que prévu.
Titan est un monde inhabituel. C'est le seul corps, autre que la Terre, qui a du liquide à sa surface. Les scientifiques soupçonnent que certaines des autres lunes du système solaire, comme Encelade et Europa, ont des océans liquides. Mais ces océans sont des océans d'eau souterraine. Seul Titan possède des lacs d'hydrocarbures liquides.
Au cours du dernier survol de Titan par Cassini, il a dirigé son radar vers certains des lacs liquides de la lune. Les données montrent que ces lacs ont jusqu'à 100 mètres de profondeur. Les données de ces derniers jours jettent également une nouvelle lumière sur le cycle des hydrocarbures de Titan.
L'étude détaillant ces résultats provient de deux articles publiés dans Nature Astronomy. Le premier est «Des lacs profonds et riches en méthane sur Titan». Cette étude présente l'auteur principal Marco Mastrogiuseppe, scientifique radar Cassini à Caltech à Pasadena, en Californie. La deuxième étude, intitulée
«L’argument des changements de surface saisonniers dans la région des lacs de Titan» présente l’auteur principal Shannon MacKenzie, scientifique planétaire au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory à Laurel, Maryland.
À propos de ces lacs profonds
Les données des sondes Voyager nous ont donné notre premier indice que Titan avait des lacs liquides. Mais ces données n'étaient que des déductions: elles montraient que Titan avait les bonnes conditions pour qu'elles existent. Il doit être très froid pour que les hydrocarbures existent à l'état liquide. Après le démarrage du télescope spatial Hubble, il nous a donné la preuve directe que les lacs étaient là, vers 1995. D'autres observations ont également soutenu l'idée.
Mais au début de l'hypothèse des lacs Titan, nous ne savions pas si elle contenait des lacs ou des océans beaucoup plus grands. Cassini est arrivé à Saturne en 2004, et bien qu'il n'ait pas vu de lacs liquides tout de suite, il les a finalement trouvés aux pôles, où les scientifiques soupçonnaient qu'ils pourraient exister.
Depuis lors, de nombreux lacs et mers ont été découverts sur Titan, et il existe de nombreuses images d'eux.
"Chaque fois que nous faisons des découvertes sur Titan, Titan devient de plus en plus mystérieux."
Marco Mastrogiuseppe, auteur principal et scientifique radar Cassini à Caltech à Pasadena, en Californie.
Les scientifiques ont beaucoup appris sur Titan, en particulier grâce à la mission Cassini. Mais ces nouvelles études vont encore plus loin. Et ils nous disent bien plus que les profondeurs des mers d'hydrocarbures de Titan.
Nous savions déjà que les mers du Nord étaient remplies de méthane. Mais les scientifiques ont été surpris de constater que les lacs beaucoup plus petits étaient également remplis de méthane, où ils s'attendaient à trouver de l'éthane, un hydrocarbure plus lourd. Les résultats apportent un éclairage nouveau sur le cycle des hydrocarbures de Titan.
Le cycle des hydrocarbures sur Titan fonctionne de manière similaire au cycle hydrologique sur Terre. Dans les deux cas, l'évaporation forme des nuages qui finissent par remonter à la surface, formant des rivières qui se jettent dans les lacs d'hydrocarbures. Sur Titan, le liquide est évaporé près des régions équatoriales puis déposé sous forme liquide aux régions polaires.
"Chaque fois que nous faisons des découvertes sur Titan, Titan devient de plus en plus mystérieux", a déclaré l'auteur principal Marco Mastrogiuseppe, scientifique radar Cassini à Caltech à Pasadena, en Californie. «Mais ces nouvelles mesures aident à répondre à quelques questions clés. Nous pouvons désormais mieux comprendre l'hydrologie de Titan. »
Mais attendez. Ça devient plus étrange.
Titan est tout simplement étrange. Il a des caractéristiques terrestres qui sont sculptées de la même manière que sur Terre, mais avec des hydrocarbures liquides. Mais c'est différent à bien des égards. Les nouvelles données montrent que le cycle des hydrocarbures d'un côté de la région polaire nord est différent de l'autre côté.
Du côté ouest de Titan, il y a de petits lacs, certains ne dépassant pas 10 miles de diamètre. Ils seront au-dessus du niveau de la mer, perchés au sommet de grandes collines et de plateaux. Les données brossent une image d'un autre monde de mesas et de buttes dépassant des centaines de pieds au-delà de l'environnement, avec des lacs d'hydrocarbures profonds au-dessus.
Le côté est de Titan, cependant, présente de grandes mers basses, avec des canyons et des îles. Pourquoi si différent?
"C'est comme si vous regardiez le pôle Nord de la Terre et pouviez voir que l'Amérique du Nord avait des paramètres géologiques complètement différents pour les corps liquides que l'Asie", a déclaré le co-auteur de l'étude Jonathan Lunine, scientifique Cassini de l'Université Cornell.
Cela peut se résumer à la géologie sous-jacente. Les scientifiques pensent qu'ils se sont formés lorsque le substrat rocheux environnant de glace et de matières organiques solides s'est dissous chimiquement et s'est effondré. Il est similaire à certaines régions terrestres en Allemagne, aux États-Unis et dans d'autres endroits, où des éléments appelés lacs karstiques se forment lorsque l'eau dissout le substratum rocheux calcaire.
Les nouvelles données montrent également que Titan peut présenter des lacs transitoires. Les données radar et infrarouges montrent ces lacs, avec leurs niveaux de liquide fluctuant de manière significative sur de courtes périodes. Shannon MacKenzie, auteur principal de
«Les arguments en faveur des changements de surface saisonniers dans la région des lacs de Titan» pensent que les changements saisonniers expliquent ces lacs transitoires.
"Une possibilité est que ces éléments transitoires auraient pu être des corps de liquide moins profonds qui, au cours de la saison, se sont évaporés et se sont infiltrés dans le sous-sol", a-t-elle déclaré.
Pris ensemble, les deux articles brossent un tableau du cycle des hydrocarbures sur Titan où les pluies d'hydrocarbures alimentent les lacs, qui sont ensuite soumis à l'évaporation. Mais pas seulement l'évaporation; une partie du liquide s'infiltre probablement dans le sous-sol, ce qui laisserait des réservoirs d'hydrocarbures liquides sous la surface.
Les caractéristiques de surface de Titan sont enveloppées par l'atmosphère épaisse et visuellement impénétrable de la lune. Les données derrière ces études ont été recueillies en grande partie par radar, dont une grande partie a été obtenue lors du survol final de la Lune par Cassini en avril 2017. L'équipe de Cassini savait que c'était leur dernière occasion de regarder les petits lacs de Titan, et ils ont le sentiment d'avoir fait le le meilleur.
"Ce fut le dernier hourra de Cassini à Titan, et ce fut vraiment un exploit", a déclaré Lunine.
Sources:
- Communiqué de presse: Cassini de la NASA révèle des surprises avec Titan’s Lakes
- Document de recherche: Arguments en faveur de changements de surface saisonniers dans la région des lacs de Titan
- Document de recherche: Lacs profonds et riches en méthane sur Titan
