Des expériences menées par des chercheurs du Georgia Institute of Technology suggèrent que les particules qui recouvrent la surface de la plus grande lune de Saturne, Titan, sont "chargés électriquement". Lorsque le vent souffle assez fort (environ 15 mph), Les granules non silicatés de Titan se soulèvent et commencent à sauter dans un mouvement appelé saltation. Alors qu'ils se heurtent, ils se chargent par friction, comme un ballon frottant contre tes cheveux, et s'agglutinent d'une manière qui n'est pas observée pour les grains de dunes de sable sur Terre - ils deviennent résistants à tout mouvement ultérieur. Ils maintiennent cette charge pendant des jours ou des mois à la fois et s'attachent à d'autres substances hydrocarbonées, un peu comme emballer des cacahuètes utilisées dans des boîtes d'expédition ici sur Terre.

Les résultats viennent d'être publiés dans la revue Géosciences de la nature .

"Si vous attrapiez des tas de céréales et construisiez un château de sable sur Titan, il resterait peut-être ensemble pendant des semaines en raison de leurs propriétés électrostatiques, " a déclaré Josef Dufek, le professeur Georgia Tech qui a codirigé l'étude. "Tout vaisseau spatial qui atterrit dans des régions de matériaux granulaires sur Titan aura du mal à rester propre. Pensez à mettre un chat dans une boîte de cacahuètes."

Les résultats de l'électrification peuvent aider à expliquer un phénomène étrange. Les vents dominants sur Titan soufflent d'est en ouest sur la surface de la lune, mais des dunes de sable de près de 300 pieds de haut semblent se former dans la direction opposée.

"Ces forces électrostatiques augmentent les seuils de frottement, " a déclaré Josh Méndez Harper, un doctorant en géophysique et génie électrique de Georgia Tech qui est l'auteur principal de l'article. "Cela rend les grains si collants et cohésifs que seuls les vents violents peuvent les déplacer. Les vents dominants ne sont pas assez forts pour façonner les dunes."

Pour tester le flux de particules dans des conditions de type Titan, les chercheurs ont construit une petite expérience dans un récipient sous pression modifié dans leur laboratoire de Georgia Tech. Ils ont inséré des grains de naphtalène et de biphényle, deux toxiques, composés contenant du carbone et de l'hydrogène que l'on croit exister à la surface de Titan, dans un petit cylindre. Ensuite, ils ont fait tourner le tube pendant 20 minutes dans un endroit sec, environnement d'azote pur (l'atmosphère de Titan est composée de 98 pour cent d'azote). Après, ils mesuraient les propriétés électriques de chaque grain lorsqu'il tombait hors du tube.

"Toutes les particules se sont bien chargées, et environ 2 à 5 pour cent ne sont pas sortis du gobelet, " a déclaré Méndez Harper. "Ils se sont accrochés à l'intérieur et collés ensemble. Lorsque nous avons fait la même expérience avec du sable et des cendres volcaniques en utilisant des conditions semblables à celles de la Terre, tout est sorti. Rien de coincé."

Le sable terrestre capte la charge électrique lorsqu'il est déplacé, mais les charges sont plus petites et se dissipent rapidement. C'est l'une des raisons pour lesquelles vous avez besoin d'eau pour garder le sable ensemble lors de la construction d'un château de sable. Ce n'est pas le cas avec Titan.

"Ces non-silicatés, les matériaux granulaires peuvent conserver leurs charges électrostatiques pendant des jours, des semaines ou des mois à la fois dans des conditions de faible gravité, " a déclaré George McDonald, un étudiant diplômé de l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère qui a également co-écrit l'article.

Visuellement, Titan est l'objet du système solaire qui ressemble le plus à la Terre. Les données recueillies à partir de plusieurs survols effectués par Cassini depuis 2005 ont révélé de grands lacs liquides aux pôles, ainsi que les montagnes, rivières et potentiellement volcans. Cependant, au lieu d'océans et de mers remplis d'eau, ils sont composés de méthane et d'éthane et sont reconstitués par les précipitations des nuages ​​remplis d'hydrocarbures. La pression à la surface de Titan est un peu plus élevée que celle de notre planète – se tenir sur la lune serait similaire à se tenir à 15 pieds sous l'eau ici sur Terre.

"L'environnement physique extrême de Titan oblige les scientifiques à penser différemment à ce que nous avons appris de la dynamique granulaire de la Terre, " a déclaré Dufek. " Les formes de relief sont influencées par des forces qui ne nous sont pas intuitives parce que ces forces ne sont pas si importantes sur Terre. Titan est un étrange, monde électrostatiquement collant."

Des chercheurs du Jet Propulsion Lab, L'Université du Tennessee-Knoxville et l'Université Cornell ont également co-écrit l'article, qui s'intitule « L'électrification du sable sur Titan et son influence sur le transport des sédiments ».