Des explosions souterraines ont-elles créé les lacs de Titan?

Concept d'artiste d'un lac au pôle nord de Titan, la grande lune de Saturne. Cette image illustre les jantes surélevées et les éléments en forme de rempart observés par la sonde Cassini de la NASA autour de certains lacs Titan. Les scientifiques pensent que ces caractéristiques pourraient indiquer des explosions souterraines, qui ont creusé les lits du lac il y a longtemps. Image via NASA / JPL-Caltech.

Au cours de ses 13 années passées à scruter Saturne et ses lunes, la sonde spatiale Cassini a exécuté des dizaines de survols rapprochés de la plus grande lune du système, Titan. Il a constaté que Titan a un cycle très semblable à notre cycle de l'eau, avec une sorte de «pluie», bien que la pluie de Titan se compose de méthane liquide et d'autres composés organiques, pas d'eau. Cassini a également révélé que les pluies de méthane de Titan ont rempli des bassins à la surface, de sorte que cette lune glaciale est le seul monde de notre système solaire, à part la Terre, connue pour avoir des lacs et des mers de surface stables (même s'ils ne sont pas constitués d'eau). Cette semaine, en utilisant les données radar de Cassini, les scientifiques ont publié un nouveau scénario expliquant pourquoi certains lacs titaniques remplis de méthane sont entourés de bords escarpés atteignant des centaines de mètres de haut. Les modèles suggèrent que des explosions d'azote réchauffant ont créé les bassins lacustres dans la croûte de la lune.

Le nouveau travail a été publié le 9 septembre 2019 dans la revue à comité de lecture Nature Geoscience .

L'étude suggère que certains des plus petits lacs de Titan - quelques dizaines de kilomètres - se sont formés lorsque des poches d'azote liquide se sont réchauffées dans la croûte de Titan, se transformant en gaz explosif qui a soufflé des cratères, qui se sont ensuite remplis de méthane liquide. Giuseppe Mitri de l’Université italienne G. d’Annunzio et Jonathan Lunine de l’Université Cornell à Ithaca, dans l’État de New York, ont co-rédigé cette nouvelle étude. Ils expliquent que leur théorie explique pourquoi certains des plus petits lacs situés près du pôle nord de Titan, tels que Winnipeg Lacus, semblent en imagerie radar avoir des bords aussi abruptes. Les jantes, leur déclaration a déclaré:

… Tour au-dessus du niveau de la mer [Titan].

Cliquez ici pour une grande carte des mers et lacs polaires du nord de Titan

Vue infrarouge des mers et des lacs de l'hémisphère nord de Titan, prise par Cassini en 2014. On peut voir la lumière du soleil briller au sud de la plus grande mer de Titan, Kraken Mare. Image via NASA / JPL-Caltech / Université de l'Arizona / Université de l'Idaho.

Les jantes de type remparts entourant certains petits lacs Titan sont difficiles à expliquer avec d'autres modèles. La plupart des modèles alternatifs de formation de lacs sur Titan montrent du méthane liquide qui dissout le substratum de glace et de composés organiques solides de la lune, formant ainsi des réservoirs qui se remplissent de liquide. Sur Terre, les masses d’eau qui se sont formées de la même façon, en dissolvant le calcaire environnant, sont appelées lacs karstiques. Sur Titan, ce modèle karstique pourrait expliquer certains des lacs de Titan - ceux avec des limites nettes - mais, selon Mitri et Lunine, cela ne les explique pas tous. Mitri a commenté dans une déclaration:

… Nous n'avons trouvé aucune explication qui corresponde à un bassin lacustre karstique. En réalité, la morphologie était plus compatible avec un cratère d'explosion, où la jante est formée par le matériau éjecté de l'intérieur du cratère. C'est un processus totalement différent.

Leur déclaration a en outre expliqué:

Depuis un demi-milliard ou des milliards d'années sur Titan, le méthane dans son atmosphère a agi comme un gaz à effet de serre, maintenant la lune relativement chaude - bien que toujours froide par rapport aux normes de la Terre. Les scientifiques pensent depuis longtemps que la lune a traversé des périodes de refroidissement et de réchauffement, le méthane étant épuisé par la chimie solaire et réapprovisionné.

Pendant les périodes plus froides, l’azote dominait l’atmosphère, pleuvant et traversant la croûte glacée pour s’accumuler dans des piscines juste sous la surface…

Et ainsi, a déclaré Jonathan Lunine:

Ces lacs aux bords escarpés, aux remparts et aux bords surélevés marqueraient les périodes de l’histoire de Titan au cours desquelles de l’azote liquide se trouvait à la surface et dans la croûte.

Il a ajouté que même un réchauffement localisé aurait suffi à transformer l'azote liquide en vapeur, à le dilater rapidement et à souffler un cratère.

Ainsi, semble-t-il, les études basées sur les données de la sonde Cassini continuent à arriver, même si Cassini a elle-même brûlé dans l'atmosphère de Saturne, mettant ainsi fin à son orbite de 13 ans autour de la planète, en 2017. Et, selon les scientifiques, ils ne s'attendent pas à l'exploitation minière de Les données Cassini seront bientôt terminées. Linda Spilker, responsable scientifique du projet Cassini, a déclaré:

Ceci est une explication complètement différente pour les bords raides autour de ces petits lacs, ce qui a été un énorme casse-tête. Alors que les scientifiques continuent d'exploiter le trésor de données Cassini, nous allons continuer à assembler de plus en plus de pièces du puzzle. Au cours des prochaines décennies, nous comprendrons de mieux en mieux le système Saturne.

Cassini a capturé cette image de Saturne avec sa grande lune, Titan, le 29 août 2012. Image via NASA / JPL-Caltech / SSI. Voulez-vous voir plus d'images? Essayez cette collection des images les plus inspirantes, belles et historiques de Cassini, de Vox.

En bout de ligne: une nouvelle étude suggère que les hauts rebords en forme de rempart entourant certains des plus petits lacs de Titan pourraient avoir été causés par des explosions d'azote en réchauffement.

Source: possible origine d'un cratère d'explosion de petits bassins lacustres à rebords surélevés sur Titan

Via NASA / JPL-Caltech