Pluie, des mers et une surface de matière organique en érosion peuvent être trouvées à la fois sur Terre et sur la plus grande lune de Saturne, Titan. Cependant, sur Titan c'est du méthane, pas d'eau, qui remplit les lacs de gouttes de pluie fondante.

En essayant de trouver la source du méthane de Titan, La chercheuse de l'Université de l'Arizona, Caitlin Griffith, et son équipe ont découvert quelque chose d'inédit :une longue glace qui s'enroule presque à mi-chemin autour de Titan.

Griffith, professeur au Laboratoire Lunaire et Planétaire de l'UA, est l'auteur principal de l'article publié aujourd'hui dans Astronomie de la nature .

Sur Titan, les molécules de méthane atmosphérique sont continuellement brisées par la lumière du soleil. La brume atmosphérique qui en résulte se dépose à la surface et s'accumule sous forme de sédiments organiques, épuiser rapidement le méthane atmosphérique.

Ce placage organique est composé de la matière des atmosphères passées.

Il n'y a pas de source évidente de méthane, à l'exception de l'évaporation du méthane des lacs polaires. Mais les lacs de Titan ne contiennent qu'un tiers du méthane de l'atmosphère de Titan et seront bientôt épuisés par les échelles de temps géologiques.

Une théorie est que le méthane pourrait être fourni par des réservoirs souterrains qui rejettent le méthane dans l'atmosphère. Des études antérieures de Titan indiquent la présence d'une région singulière appelée Sotra, qui ressemble à un cryo-volcan, avec des caractéristiques d'écoulement glacial.

L'équipe de Griffith a entrepris d'étudier la composition de la surface de Titan, en partie dans l'espoir de trouver de subtils petits candidats cryo-volcans. Ils ont analysé la moitié de la surface de Titan et aucun n'a été détecté, mais Sotra s'est avérée exceptionnelle en ce qu'elle présente les caractéristiques de glace les plus fortes.

Pourtant, la principale caractéristique de la glace que les chercheurs ont découverte était complètement inattendue. Il se compose d'un couloir de glace linéaire qui enveloppe environ 40 pour cent de la circonférence de Titan.

"Ce couloir glacé est déroutant, car il ne correspond à aucune caractéristique de surface ni à aucune mesure du sous-sol, " Dit Griffith. " Étant donné que notre étude et nos travaux antérieurs indiquent que Titan n'est actuellement pas volcaniquement actif, la trace du couloir est probablement un vestige du passé. Nous détectons cette caractéristique sur des pentes raides, mais pas sur toutes les pistes. Cela suggère que le corridor glacé s'érode actuellement, révélant potentiellement la présence de glace et de strates organiques."

L'analyse de l'équipe indique également une diversité de matière organique dans certaines régions. Ces dépôts de surface sont intéressants car les simulations en laboratoire de l'atmosphère de Titan produisent des composés biologiquement intéressants tels que les acides aminés.

Griffith a analysé des dizaines de milliers d'images spectrales prises de la couche supérieure de la surface par le spectromètre de cartographie visible et infrarouge de Cassini, en utilisant une méthode qui a permis la détection des caractéristiques de surface faibles.

Cet exploit a été accompli par l'application par Griffith de l'analyse en composantes principales, ou PCA. Cela lui a permis de démêler les caractéristiques subtiles causées par la glace et les sédiments organiques à la surface de Titan à partir de la brume omniprésente et des caractéristiques de surface plus évidentes. Au lieu de mesurer les caractéristiques de surface individuellement pour chaque pixel d'une image, le PCA utilise tous les pixels pour reconnaître les signatures principales et les plus subtiles.

L'équipe de Griffith a comparé ses résultats avec des études antérieures, notamment la sonde Huygens, qui a atterri sur Titan en 2005. La comparaison a validé à la fois la technique et les résultats. Des plans sont en cours pour utiliser la technique pour explorer les pôles où résident les mers de méthane.

"Titan et la Terre ont suivi des chemins évolutifs différents, et les deux se sont retrouvés avec des atmosphères et des surfaces uniques riches en matières organiques, " a déclaré Griffth. "Mais il n'est pas clair si Titan et la Terre sont des plans communs des corps riches en matières organiques ou deux parmi de nombreux mondes riches en matières organiques possibles."