Cette image et cette illustration du Xanadu oriental, une région équatoriale de Titan, révéler un paysage extraterrestre complexe de montagnes, canaux fluviaux et plaines. Les auteurs suggèrent que les zones blanches sont des hauts plateaux, zones surélevées, où de minces couches de matière organique masquent le lit de glace sous-jacent. Les zones bleues indiquent les régions d'épandage où s'accumulent des morceaux de glace. Crédit :Jérémy Brossier
Les dunes balayées par le vent de Titan peuvent s'étendre sur des millions de kilomètres de plus qu'on ne le pensait auparavant et ont probablement été formées par des processus géologiques similaires à ceux de la Terre. selon une nouvelle étude. Les nouvelles découvertes pourraient aider les scientifiques à rechercher la vie ou ses précurseurs moléculaires sur la plus grande lune de Saturne.
L'étude, publié dans le Journal de recherche géophysique — Les planètes, une publication de l'American Geophysical Union, utilise de nouvelles cartes de Titan pour explorer deux questions sur la plus grande lune de Saturne :Comment se forment les dunes de Titan, et de quoi sont-ils faits ?
L'atmosphère de Titan est incroyablement dense, avec d'épaisses couches de composés organiques flottant à travers elle. Regardez à travers cette atmosphère, cependant, et vous verrez un paysage glacial qui n'est pas sans rappeler les déserts arides de la Terre.
La surface de Titan contient des vallées, canyon, des lacs, montagnes et dunes. Beaucoup de ces caractéristiques de surface semblables à la Terre existent en partie à cause du système météorologique de Titan, où les hydrocarbures liquides, comme le méthane, pluie du ciel.
Le processus géologique derrière ces dunes peut être similaire à ceux qui gravent les canyons et les canaux fluviaux de la Terre, selon la nouvelle recherche. Tout comme les pluies coupent lentement les canyons et les canaux sur Terre, Les pluies d'hydrocarbures de Titan déclenchent un processus qui commence au sommet des chaînes de montagnes équatoriales de la lune et se termine dans ses vastes plaines de dunes et ses tempêtes de poussière.
En analysant les images les plus détaillées de l'équateur de Titan à ce jour, les auteurs de l'étude suggèrent également que les dunes couvrent beaucoup plus de superficie qu'on ne le pensait auparavant. Les dunes s'étendent sur trois millions de kilomètres carrés (plus d'un million de miles carrés) plus loin que les estimations précédentes, l'équivalent de dix déserts du Namib, selon la nouvelle recherche.
Parce que Titan a une atmosphère riche en azote, système météorologique actif et composés organiques sur sa face, sa surface pourrait être hospitalière à la vie ou à ses constituants prébiotiques. Comprendre les processus géologiques qui s'y déroulent pourrait aider les scientifiques à découvrir où pourrait se trouver la vie, a déclaré Jeremy Brossier de l'Institut de recherche planétaire de Berlin, Allemagne, et auteur principal de la nouvelle étude.
Brossier a déclaré que la nouvelle étude renforce certaines des premières hypothèses sur la surface de Titan et fournit "des preuves très solides" que la glace d'eau est à la fois exposée sur le visage de Titan et présente tout au long du processus de formation des dunes.
Premiers aperçus
Les scientifiques ont d'abord regardé de près la surface de Titan à l'aide du télescope spatial Hubble en 1994. Les chercheurs ont alors cru que le grand, les régions sombres autour de l'équateur de Titan étaient des lacs d'hydrocarbures liquides.
Des années plus tard, les scientifiques savent maintenant que ces grandes régions sombres d'abord espionnées par Hubble n'étaient pas des lacs, mais en fait de vastes plaines striées de dunes. Cette observation est venue du vaisseau spatial Cassini, qui a été lancé en 1997, brûlé dans la haute atmosphère de Saturne en 2017, et transportait des instruments utilisés pour scruter de près la surface de la lune glacée.
L'un de ces appareils était l'instrument radar de Cassini, SAR, qui a montré aux chercheurs la forme de la surface de Titan en faisant rebondir des ondes radio sur le visage de la lune. Activez le SAR, et les montagnes, vallées, et même des canyons apparaissent.
Cette illustration révèle le processus géologique qui pourrait être à l'origine de la formation des dunes de Titan. Il commence au sommet des montagnes de Titan, où la glace d'eau et la matière organique connue sous le nom de tholins sont emportées dans les canaux fluviaux et dans les bassins des basses terres, et les plus petits morceaux de ces mélanges sont finalement soufflés vers les dunes glacées de la lune. Crédit :Jérémy Brossier
Cartographier la forme de la surface de Titan est une première étape cruciale pour comprendre les processus géologiques qui se déroulent sur son paysage glacial. Mais déterminer de quoi ces caractéristiques de surface sont réellement faites - qu'il s'agisse de glace, rochers, du sable ou d'un autre matériau - est tout à fait différent.
Pour faire ça, les scientifiques ont dû utiliser un instrument différent :le VIMS. VIMS est comme une caméra. Mais contrairement à la plupart des caméras, VIMS enregistre des images dans 352 couleurs différentes et enregistre des longueurs d'onde de lumière entre 300 et 5100 nanomètres. L'oeil humain, par comparaison, n'enregistre qu'entre 380 et 620 nanomètres.
L'analyse de ces longueurs d'onde permet aux chercheurs de déduire de quoi la surface de Titan est probablement constituée. Chaque composé réfléchit la lumière différemment, créer une signature lumineuse. Des scientifiques comme Brossier utilisent ces signatures lumineuses pour affiner la couche supérieure d'une entité de surface (la seule couche que VIMS peut voir) est constituée.
Dans le laboratoire, Brossier et ses collègues ont modélisé divers mélanges de substances susceptibles de se trouver à la surface de Titan, et évalué leurs propriétés spectrales, ou des signatures lumineuses. Ils ont utilisé ces informations pour construire un modèle qui les guiderait plus tard à travers les différentes signatures lumineuses qui sont apparues lorsque VIMS a pris des photos de l'équateur de Titan.
Comment se sont formées les dunes de Titan ?
En utilisant les nouvelles images de VIMS, les auteurs de l'étude ont proposé un processus géologique de formation de dunes commençant au sommet des chaînes de montagnes équatoriales de Titan. Là, L'atmosphère dense de Titan dépose continuellement couche après couche mince de matière organique, comme une couche poudreuse de neige fraîchement tombée.
Ce mince revêtement est riche en petits, des molécules organiques appelées tholins, qui s'est inscrit comme hautement réfléchissant dans les instruments de Cassini. Brossier et ses collègues ont utilisé les signatures lumineuses de ces tholins, avec de la glace d'eau, pour démêler le processus géologique qui produit les dunes de Titan.
La nouvelle étude suggère que les pluies de méthane érodent les sommets des montagnes de Titan, creuser des canaux dans le terrain. Cette érosion entraîne les tholins et les morceaux de glace des sommets des montagnes vers les bassins des basses terres où ils s'accumulent.
Les vents de Titan soufflent alors les plus petits grains des mélanges loin des bassins et vers ses plaines de dunes équatoriales. Ces petits grains s'accumulent pour former les dunes de Titan.
Ce processus est similaire à la formation des dunes sur Terre, Brossier a dit, sauf que les matériaux qui composent finalement les dunes de Titan proviennent de son atmosphère. Si épais, des nuages denses d'aérosols organiques alimentent couche après couche de matière organique les sommets de Titan, que les pluies de méthane emportent et vers les plaines dunaires.
L'étude fournit des preuves solides de la glace d'eau exposée dans certaines petites zones et de son rôle géologique dans la formation des dunes de Titan, selon Brossier.
"L'un des sujets les plus débattus était l'arrangement de la glace d'eau sur l'équateur de Titan, " dit Brossier, qui a ajouté que certains chercheurs pensaient qu'il n'y avait aucune glace d'eau exposée à la surface de Titan. "Nous avons non seulement trouvé des signatures compatibles avec la glace d'eau dans quelques zones de cette étude, nous avons également montré que nous disposions désormais des techniques nécessaires pour comprendre la surface de Titan."
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
