La première carte montrant la géologie globale de la plus grande lune de Saturne, Titan, a été achevé et révèle pleinement un monde dynamique de dunes, des lacs, plaines, cratères et autres terrains.

Le géologue planétaire David Williams de la School of Earth and Space Exploration de l'Arizona State University a travaillé avec une équipe de chercheurs, dirigé par la géologue planétaire Rosaly Lopes du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, pour développer cette carte géologique globale de Titan. La carte, et leurs découvertes, qui incluent l'âge relatif des terrains géologiques de Titan, ont été récemment publiés dans la revue Astronomie de la nature .

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, ce qui pleut, 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.

"Titan a un cycle hydrologique actif basé sur le méthane qui a façonné un paysage géologique complexe, faisant de sa surface l'une des plus diversifiées géologiquement du système solaire, ", a déclaré l'auteur principal Lopes.

"Malgré les différents matériaux, températures et champs de gravité entre la Terre et Titan, de nombreuses caractéristiques de surface sont similaires entre les deux mondes et peuvent être interprétées comme des produits des mêmes processus géologiques. La carte montre que les différents terrains géologiques ont une distribution claire avec la latitude, au niveau mondial, et que certains terrains couvrent beaucoup plus de superficie que d'autres, ", a déclaré Lopes.

L'équipe de Lopes a utilisé les données de la mission Cassini de la NASA, qui a fonctionné entre 2004 et 2017 et a effectué plus de 120 survols de la lune Titan de la taille de Mercure. Spécifiquement, ils ont utilisé les données de l'imageur radar de Cassini pour pénétrer l'atmosphère opaque d'azote et de méthane de Titan. En outre, l'équipe a utilisé les données des instruments visibles et infrarouges de Cassini, qui ont pu capturer certaines des plus grandes caractéristiques géologiques de Titan à travers la brume de méthane.

"Cette étude est un exemple d'utilisation d'ensembles de données et d'instruments combinés, " a déclaré Lopes. " Bien que nous n'ayons pas de couverture mondiale avec un radar à synthèse d'ouverture (SAR), nous avons utilisé les données d'autres instruments et d'autres modes du radar pour corréler les caractéristiques des différentes unités de terrain, nous pourrions donc en déduire quels sont les terrains, même dans les zones où nous n'avons pas de couverture SAR. »

Le rôle de Williams dans la cartographie de Titan était de travailler avec l'équipe du JPL pour identifier les unités géologiques pouvant être déterminées en utilisant d'abord les images radar, puis d'extrapoler ces unités aux régions non couvertes par le radar. Faire cela, Williams s'est appuyé sur son expérience de travail avec des images radar sur l'orbiteur Magellan Venus de la NASA et sur une précédente carte géologique régionale de Titan qu'il avait développée.

"La mission Cassini a révélé que Titan est un monde géologiquement actif, où les hydrocarbures comme le méthane et l'éthane prennent le rôle que l'eau a sur Terre, " dit Williams. " Ces hydrocarbures pleuvent à la surface, couler dans les ruisseaux et les rivières, s'accumuler dans les lacs et les mers, et s'évaporer dans l'atmosphère. C'est un monde assez étonnant !"

Williams, qui est également le directeur du Ronald Greeley Center for Planetary Studies à l'ASU, a une expérience considérable de travail sur la cartographie géologique d'objets planétaires petits et inhabituels, y compris la lune volcanique Io de Jupiter, l'astéroïde Vesta, la planète naine Cérès et maintenant Titan.

"Nous avons organisé des réunions à l'ASU au début de cette décennie pour déterminer comment cartographier Titan à l'aide du radar à haute résolution et des images visibles à basse résolution, " a expliqué Williams. " Les cartographes Titan du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et de l'Université Cornell sont venus à l'ASU pour comprendre comment faire une cartographie géologique de ce nouveau monde étrange. "

L'expérience de la cartographie d'objets planétaires petits et inhabituels aidera Williams dans une tâche importante qu'il entreprendra au cours de la prochaine décennie, réaliser la première carte géologique globale de l'astéroïde métallique (16) Psyché, la cible de la mission NASA Psyche dirigée par l'ASU, dont le lancement est prévu en 2022.