Les dunes de sable de Titan. Cliquez pour agrandir
Quand ils ont remarqué pour la première fois les régions équatoriales sombres sur Titan, les chercheurs ont pensé qu'ils pourraient regarder les océans de méthane liquide. Les images montrent d'énormes dunes parallèles les unes aux autres sur des centaines de kilomètres. La puissante gravité de Saturne provoque des vents doux sur Titan, transportant éventuellement du sable de l'autre côté de la lune et le déposant autour de l'équateur.
Jusqu'à il y a quelques années, les scientifiques pensaient que les régions équatoriales sombres de Titan pourraient être des océans liquides.
De nouvelles preuves radar montrent qu'il s'agit de mers - mais des mers de dunes de sable comme celles des déserts arabes ou namibiens, rapporte un membre de l'équipe radar de Cassini à l'Université d'Arizona et ses collègues dans Science (5 mai).
Les images radar prises lorsque le vaisseau spatial Cassini a volé par Titan en octobre dernier montrent des dunes de 330 pieds (100 mètres) de haut qui s'étendent parallèlement les unes aux autres sur des centaines de kilomètres à l'équateur de Titan. Un champ de dunes s'étend sur plus de 930 miles (1500 km) de long, a déclaré Ralph Lorenz du Laboratoire lunaire et planétaire de l'UA.
"C'est bizarre", a déclaré Lorenz. «Ces images d'une lune de Saturne ressemblent à des images radar de la Namibie ou de l'Arabie. L'atmosphère de Titan est plus épaisse que celle de la Terre, sa gravité est plus basse, son sable est certainement différent - tout est différent à l'exception du processus physique qui forme les dunes et du paysage qui en résulte. »
Il y a dix ans, les scientifiques pensaient que la lune de Saturne Titan est trop loin du soleil pour que les vents de surface entraînés par le soleil soient suffisamment puissants pour sculpter les dunes de sable. Ils ont également émis l'hypothèse que les régions sombres de l'équateur de Titan pourraient être des océans d'éthane liquide qui emprisonneraient le sable.
Mais les chercheurs ont depuis appris que la gravité puissante de Saturne crée des marées importantes dans l'atmosphère de Titan. L'effet de marée de Saturne sur Titan est environ 400 fois plus important que la force de marée de notre lune sur Terre.
Comme on l'a vu pour la première fois dans les modèles de circulation il y a quelques années, Lorenz a déclaré: «Les marées dominent apparemment les vents proches de la surface parce qu'ils sont si forts dans toute l'atmosphère, de haut en bas. Les vents solaires sont forts seulement en altitude. »
Les dunes vues par le radar Cassini sont un type linéaire ou longitudinal particulier qui est caractéristique des dunes formées par des vents soufflant de différentes directions. Les marées font que le vent change de direction alors qu'elles poussent les vents vers l'équateur, a expliqué Lorenz.
Et lorsque le vent de marée se combine avec le vent de zone d'ouest en est de Titan, comme le montrent les images radar, il crée des dunes alignées presque ouest-est sauf à proximité des montagnes qui influencent la direction locale du vent.
"Lorsque nous avons vu ces dunes au radar, cela a commencé à avoir un sens", a-t-il déclaré. «Si vous regardez les dunes, vous voyez que les vents de marée pourraient souffler du sable autour de la lune plusieurs fois et les transformer en dunes à l'équateur. Il est possible que les vents de marée transportent des sédiments sombres de latitudes plus élevées vers l'équateur, formant la ceinture sombre de Titan. "
Le modèle des chercheurs de Titan suggère que les marées peuvent créer des vents de surface qui atteignent environ un mile par heure (un demi-mètre par seconde). "Même s'il s'agit d'un vent très doux, cela suffit pour faire souffler des grains le long du sol dans l'atmosphère épaisse de Titan et sa faible gravité", a déclaré Lorenz. Le sable de Titan est un peu plus grossier mais moins dense que le sable typique de la Terre ou de Mars. "Ces grains pourraient ressembler à du marc de café."
Le vent de marée variable se combine avec le vent de zone d'ouest en est de Titan pour créer des vents de surface qui atteignent en moyenne environ un mile par heure (un demi-mètre par seconde). La vitesse moyenne du vent est un peu trompeuse, car les dunes de sable ne se formeraient pas sur Terre ou sur Mars à leur vitesse moyenne du vent.
Que les grains soient faits de solides organiques, de glace d'eau ou d'un mélange des deux est un mystère. Le spectromètre de cartographie visuelle et infrarouge de Cassini, dirigé par Robert Brown de l'UA, peut obtenir des résultats sur la composition des dunes de sable.
La formation du sable est une autre histoire particulière.
Du sable peut s'être formé lorsque la pluie de méthane liquide a érodé les particules du substrat rocheux de glace. Les chercheurs pensaient auparavant qu'il ne pleuvait pas assez sur Titan pour éroder une grande partie du substratum rocheux, mais ils pensaient en termes de précipitations moyennes.
Les observations et les modèles de Titan montrent que les nuages et la pluie sont rares. Cela signifie que les tempêtes individuelles pourraient être importantes et continuer à produire des précipitations moyennes faibles, a expliqué Lorenz.
Lorsque l'équipe Descent Imager / Spectral Radiometer (DISR) dirigée par l'UA a produit des images prises lors de l'atterrissage de la sonde Huygens sur Titan en janvier 2005, le monde a vu des ravins, des cours d'eau et des canyons dans le paysage. Ces mêmes caractéristiques sur Titan ont été vues avec le radar.
Ces caractéristiques montrent que lorsqu'il pleut sur Titan, il pleut lors d'événements très énergétiques, tout comme dans le désert de l'Arizona, a déclaré Lorenz.
Les pluies énergétiques qui déclenchent des crues soudaines peuvent être un mécanisme de fabrication de sable, a-t-il ajouté.
Alternativement, le sable peut provenir de solides organiques produits par des réactions photochimiques dans l'atmosphère de Titan.
"C'est excitant que le radar, qui est principalement destiné à étudier la surface de Titan, nous en dise tellement sur le fonctionnement des vents sur Titan", a déclaré Lorenz. "Ce sera une information importante pour quand nous reviendrons à Titan à l'avenir, peut-être avec un ballon."
Un groupe international de scientifiques est co-auteur de l'article scientifique «Les mers de sable de Titan: observations Cassini des dunes longitudinales». Ils proviennent du Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, US Geological Survey - Flagstaff, Planetary Science Institute, Wheeling Jesuit College, Proxemy Research of Bowie, Md., Stanford University, Goddard Institute for Space Studies, Observatoire de Paris, International Research École des sciences planétaires, Universita d'Annunzio, Facolt di Ingegneria, Universit La Sapienza, Politecnico di Bari et Agenzia Spaziale Italiana. Jani Radebaugh et Jonathan Lunine du Laboratoire lunaire et planétaire de l'UA sont parmi les co-auteurs.
La mission Cassini-Huygens est un projet coopératif de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne. Le Jet Propulsion Laboratory, une division du California Institute of Technology à Pasadena, gère la mission de la Science Mission Directorate de la NASA à Washington. L'orbiteur Cassini a été conçu, développé et assemblé au JPL.
Source d'origine: communiqué de presse UA
