En combinant les données de plusieurs instruments de la sonde Cassini, capables de percer l'atmosphère de Titan, une équipe de planétologues vient de livrer la première carte géomorphologique globale de la lune principale de Saturne.


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    La mission Cassini a été déterminante pour faire un bond de géant dans notre connaissance de TitanTitan, la mythique lunelune de SaturneSaturne qui faisait rêver l'exobiologiste Carl Sagan. Bien que la sonde de la NasaNasa ait disparu dans les couches raréfiées ou denses de l'atmosphèreatmosphère de Saturne et que le module Huygens, qui s'est posé sur Titan, sera peut-être un jour récupéré par des colons du Système solaireSystème solaire pour rejoindre un musée de l'histoire de l'astronautiqueastronautique sur TerreTerre, leurs héritages sont bien vivants. Les planétologues continuent d'analyser et d'utiliser les données que ces machines nous ont livrées.

    On en voit un nouvel exemple avec un article publié dans Nature par une équipe internationale de chercheurs menée par la célèbre planétologue Rosaly Lopes du California Institute of Technology (Caltech) aux États-Unis. Parmi ces chercheurs, se compte aussi la Française Alice Le Gall de l'Université Paris-Saclay et chercheuse au Latmos (Laboratoire ATmosphères, Milieux, Observations Spatiales). Grâce au travail de cette équipe, nous disposons désormais de la première carte géologique globale de la surface de Titan.

    Voici la première carte géologique de Titan. Les lignes noires indiquent des variations de 30 degrés en latitude et longitude. La carte est en projection Mollweide, une vue globale qui tente de minimiser les distorsions de taille, en particulier aux pôles. L'échelle est de 1: 20.000.000. Dans la figure annotée, la carte mentionne plusieurs régions ayant reçu des noms. Le site d'atterrissage de la sonde Huygens Probe de l'Agence spatiale européenne (ESA), qui fait partie de la mission Cassini de la Nasa, est également situé. Les couleurs de la légende de la carte représentent les grands types d’unités géologiques trouvées sur Titan avec en anglais : <em>Plains</em> (des régions larges et relativement plates), <em>Labyrinthe</em> (des régions perturbées tectoniquement contenant souvent des canaux fluviaux), <em>Hummocky</em> (collines avec quelques montagnes), <em>Dunes</em> (principalement des dunes linéaires produites par les vents dans l'atmosphère de Titan), <em>Crater</em> (formés par les cratères d'impacts) et <em>Lakes</em> (des lacs remplis ou précédemment remplis de méthane liquide ou d'éthane). © Nasa, JPL-Caltech, ASU
    Voici la première carte géologique de Titan. Les lignes noires indiquent des variations de 30 degrés en latitude et longitude. La carte est en projection Mollweide, une vue globale qui tente de minimiser les distorsions de taille, en particulier aux pôles. L'échelle est de 1: 20.000.000. Dans la figure annotée, la carte mentionne plusieurs régions ayant reçu des noms. Le site d'atterrissage de la sonde Huygens Probe de l'Agence spatiale européenne (ESA), qui fait partie de la mission Cassini de la Nasa, est également situé. Les couleurs de la légende de la carte représentent les grands types d’unités géologiques trouvées sur Titan avec en anglais : Plains (des régions larges et relativement plates), Labyrinthe (des régions perturbées tectoniquement contenant souvent des canaux fluviaux), Hummocky (collines avec quelques montagnes), Dunes (principalement des dunes linéaires produites par les vents dans l'atmosphère de Titan), Crater (formés par les cratères d'impacts) et Lakes (des lacs remplis ou précédemment remplis de méthane liquide ou d'éthane). © Nasa, JPL-Caltech, ASU

    Pour obtenir cette première carte géomorphologique globale, les planétologues ont combiné les données radar incomplètes (avec une résolutionrésolution comprise entre 300 mètres et 4 kilomètres) concernant 65 % de la surface de Titan, avec les données infrarougesinfrarouges des instruments de Cassini ; ces derniers ont fourni une résolution d'au mieux 1 kilomètre. Ces données ont été obtenues à travers le brouillardbrouillard de méthane et d'azoteazote de l'atmosphère de Titan au cours des plus de 120 survols effectués par la sonde de la Nasa entre 2004 et 2017.

    La surface géologiquement diversifiée de Titan

    Dans le communiqué de la Nasa qui accompagne la publication de l'article de Nature, Rosaly Lopes explique que : « Malgré des différences concernant les matériaux, températures et champs de gravitégravité entre la Terre et Titan, de nombreuses caractéristiques de surface sont similaires entre les deux mondes et peuvent être interprétées comme étant le produit de mêmes processus géologiques. La carte montre que les différents terrains géologiques ont une distribution clairement en rapport avec la latitudelatitude, globalement, et que certains terrains couvrent beaucoup plus de surface que d'autres ».

    La géologuegéologue planétaire ajoute que « Titan a un cycle hydrologique actif à base de méthane qui a façonné un paysage géologique complexe, en faisant de sa surface l'une des plus diversifiées géologiquement du Système solaire ». On constate en effet six formations géomorphologiques principales sur la carte révélée par les chercheurs.

    Six images montrant en fausses couleurs la surface de Titan en infrarouge. © Nasa, ESA
    Six images montrant en fausses couleurs la surface de Titan en infrarouge. © Nasa, ESA

    Les dunes sont clairement situées à l'équateuréquateur, les plaines aux moyennes latitudes alors que les lacs d'hydrocarbureshydrocarbures et les terrains dit labyrinthiques (des plateaux découpés de canyons et vallées fluviales) sont situés aux pôles. Cette répartition est sans doute due aux conditions climatiques en rapport avec la latitude, c'est-à-dire les ventsvents et les changements de pluviosité. Mais ce sont ici les hydrocarbures comme le méthane et l'éthane qui jouent le rôle qui est celui de l'eau sur la Terre. Sur Titan, ce sont donc eux qui pleuvent à la surface, coulent dans les ruisseaux et les rivières, s'accumulent dans les lacs et les mers et enfin s'évaporent dans l'atmosphère en bouclant un cycle avec des températures de l'ordre de -180 °C. Cette carte devrait aider à planifier les prochaines missions d'exploration de la surface de Titan, par exemple avec Dragonfly.


    Des lacs de méthane, un hexagone de gaz autour du pôle Nord, des lunes aux formes étranges… C’est un monde presque surnaturel qui s’est révélé grâce à la sonde Cassini, qui a orbité autour de Saturne entre 2004 et 2017. © Cnes