En utilisant les données radar du vaisseau spatial Cassini de la NASA, des recherches récemment publiées présentent un nouveau scénario pour expliquer pourquoi certains lacs remplis de méthane sur la lune Titan de Saturne sont entourés de bords escarpés qui atteignent des centaines de pieds de haut. Les modèles suggèrent que les explosions d'azote réchauffant ont créé des bassins dans la croûte lunaire.

Titan est le seul corps planétaire de notre système solaire autre que la Terre connu pour avoir un liquide stable à sa surface. Mais au lieu que l'eau pleuve des nuages ​​et remplisse les lacs et les mers comme sur Terre, sur Titan, c'est du méthane et de l'éthane, des hydrocarbures que nous considérons comme des gaz mais qui se comportent comme des liquides dans le climat glacial de Titan.

La plupart des modèles existants qui décrivent l'origine des lacs de Titan montrent du méthane liquide dissolvant le substratum rocheux de la lune composé de glace et de composés organiques solides, sculpter des réservoirs qui se remplissent de liquide. Cela peut être l'origine d'un type de lac sur Titan qui a des limites nettes. Sur Terre, plans d'eau qui se sont formés de la même manière, en dissolvant le calcaire environnant, sont appelés lacs karstiques.

Le nouveau, des modèles alternatifs pour certains des plus petits lacs (des dizaines de kilomètres de diamètre) bouleversent cette théorie :il propose des poches d'azote liquide dans la croûte de Titan réchauffée, se transformant en gaz explosif qui a soufflé des cratères, qui s'est ensuite rempli de méthane liquide. La nouvelle théorie explique pourquoi certains des plus petits lacs près du pôle nord de Titan, comme Winnipeg Lacus, apparaissent dans l'imagerie radar pour avoir des bords très raides qui dominent au-dessus du niveau de la mer - des bords difficiles à expliquer avec le modèle karstique.

Les données radar ont été recueillies par le Cassini Saturn Orbiter, une mission gérée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie - lors de son dernier survol rapproché de Titan, alors que le vaisseau spatial se préparait à son dernier plongeon dans l'atmosphère de Saturne il y a deux ans. Une équipe internationale de scientifiques dirigée par Giuseppe Mitri de l'université italienne G. d'Annunzio est devenue convaincue que le modèle karstique ne correspondait pas à ce qu'ils voyaient dans ces nouvelles images.

"Le bord monte, et le processus karstique fonctionne en sens inverse, " a déclaré Mitri. "Nous ne trouvions aucune explication qui corresponde à un bassin lacustre karstique. En réalité, la morphologie était plus conforme à un cratère d'explosion, où le rebord est formé par le matériau éjecté de l'intérieur du cratère. C'est un processus totalement différent."

L'oeuvre, publié le 9 septembre dans Géosciences de la nature , se conjugue avec d'autres modèles climatiques de Titan montrant que la lune peut être chaude par rapport à ce qu'elle était dans les "périodes glaciaires" antérieures de Titan.

Au cours des derniers demi-milliards ou milliards d'années sur Titan, le méthane dans son atmosphère a agi comme un gaz à effet de serre, gardant la lune relativement chaude, bien que toujours froide selon les normes terrestres. Les scientifiques ont longtemps cru que la lune a traversé des époques de refroidissement et de réchauffement, car le méthane est épuisé par la chimie solaire puis réapprovisionné.

Dans les périodes plus froides, l'azote dominait l'atmosphère, pleuvoir et faire du vélo à travers la croûte glacée pour se rassembler dans des piscines juste sous la surface, a déclaré le scientifique de Cassini et co-auteur de l'étude Jonathan Lunine de l'Université Cornell à Ithaca, New York.

« Ces lacs aux bords escarpés, les remparts et les rebords surélevés seraient un indicateur des périodes de l'histoire de Titan où il y avait de l'azote liquide à la surface et dans la croûte, " a-t-il noté. Même un réchauffement localisé aurait suffi à transformer l'azote liquide en vapeur, provoquer une expansion rapide et faire exploser un cratère.

"C'est une explication complètement différente pour les bords escarpés autour de ces petits lacs, qui a été un énorme casse-tête, " a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini du JPL. " Alors que les scientifiques continuent d'exploiter le trésor des données de Cassini, nous continuerons à assembler de plus en plus de pièces du puzzle. Au cours des décennies suivantes, nous comprendrons de mieux en mieux le système Saturne."