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Huygens sur Titan: nouveaux résultats sur l'atmosphère et les cratères

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L'étude de l'atmosphère de Titan à partir des données acquises tant par l'orbiteur Cassini que le lander Huygens accentue un peu plus sa singularité dans l'ensemble des objets du Système Solaire. Des quantités significatives d'ammoniac et d'eau ont été détectées à la surface de la lune de Saturne et il est vraisemblable que l'ammoniac soit la source de l'azote moléculaire, le principal constituant de l'atmosphère de Titan. Cela peut suggérer que les 'planétoïdes' qui ont formé Titan devaient contenir de l'azote sous forme d'ammoniac.

Le vaste cratère d'impact découvert par Cassini

Les données confirment qu'il existe sur Titan une sorte de boue liquide faite d'ammoniac, mélangé par -100 à -180°C et dont l'origine serait l'activité cryo-volcanique (un volcanisme ordinaire où l'eau remplace le magma). L'ammoniac contenu dans le fluide volcanique de Titan abaisserait le point de congélation de l'eau ainsi que sa densité, lui permettant ainsi de surnager sur la glace d'eau et augmentant sa viscosité par rapport à celle du basalte. La présence d'ammoniac est la condition sine qua none pour que ce mélange reste liquide. Ce gaz serait également responsable du blanchiment de vastes régions de Titan.

Méthane

Les observations tant terrestres que spatiales (Cassini-Huygens, Voyager) ont montré que l'atmosphère de Titan était constituée de méthane, d'éthane, d'acétylène et de beaucoup d'autres composés d'hydrocarbures. Mais, la lumière solaire détruit de façon irréversible le méthane présent dans les couches supérieures parce que l'hydrogène libéré échappe à la faible pesanteur de Titan. Les scientifiques aimeraient bien déterminer l'origine du méthane et les quantités détruites tout au long de l'histoire de la lune.

Quand Huygens s'est posée sur le sol de Titan, la chaleur dégagée par la sonde et ses instruments (essentiellement la lampe utilisée pour éclairer la surface pendant la descente du lander) a chauffé la surface humide et les instruments ont détecté des souffles de méthane. Il s'agit là d'un indice évident que des pluies de méthane forment les réseaux complexes de drainage, des surfaces les plus élevées aux régions les plus basses.

Les cratères

Pour les planétologues, les cratères sont un moyen simple de dater une surface. Plus une surface est vieille, plus son sol sera parsemé de cratères d'impacts au contraire d'une surface récente. Si l'on se réfère à cette règle, la surface serait très jeune à comparaison de celles des autres satellites de Saturne. Toutefois, dans le cas de Titan il ne faut pas oublier que des processus géologiques ou des pluies d'éléments sont en mesure d'enfouir et de faire disparaître tout cratère d'impact. Enfin, l'ammoniac peut les 'effacer' de la surface en les blanchissant.

En raison de la nature de la surface de Titan et de son épaisse atmosphère, il n'est pas aisé de voir si la surface de Titan présente des cratères d'impact. La partie imageur du Radiomètre spectral de descente (DISR) de Huygens n'a pas montré clairement des cratères d'impacts. Toutefois, en y regardant de plus près, des structures petites et circulaires sont discernables sur certains clichés et l'on pense qu'il s'agit de cratères d'impacts.

Il est probable que les grands cratères d'impacts soient rares sur Titan. L'absence de cratère indique soit une protection de longue date par l'atmosphère avec des phénomènes d'érosion, soit l'existence de processus géologiques actifs (cryovolcanisme?). Il est également possible que la surface soit très poreuse, marquée de cratères, et que les fluides y soient enfouis ou forment des lacs emplissant les cratères d'impact les plus marqués.

Le récent survol de Cassini à près de 1550 km d'altitude a montré un vaste cratère d'impact de quelque 440 km de diamètre. Ce bassin d'impact s'est formé à la suite de la collision d'un astéroïde ou d'une comète d'une dizaine de km. Sur Terre, de tels dispositifs existent et sont connus pour abriter des systèmes hydro-thermiques. On peut se demander si une sorte de système méthano-thermal peut exister à l'intérieur de ces bassins.

La température est évidemment trop basse pour faire fondre la glace d'eau ou d'ammoniac. En revanche, il peut exister de l'eau liquide dans les endroits isolés proches de sources chaudes. La découverte de ce bassin peut laisser penser que de l'eau sous forme liquide peut perdurer au moins un temps. En effet, un liquide emplissant le fond du cratère d'impact peut mettre plusieurs centaines d'années avant de refroidir, permettant ainsi que se déroulent de nombreuses réactions d'hydrolyse des composés azotés insaturés, qui peuvent alors former des molécules prébiotiques complexes susceptibles d'êtres conservées lorsque la température redevient normale... jusqu'à la prochaine fusion partielle !

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