Des scientifiques modélisent la surface de Titan, la plus grande lune de Saturne

La plus grande lune de Saturne, Titan, ressemble étonnamment à la Terre en ce qui concerne les formations paysagères, selon de nouveaux modèles produits par des planétologues.

Vue de l’espace, la lune, plus grande que la planète Mercure, présente d’autres similitudes avec la Terre – y compris des rivières, des lacs et des mers remplis de pluie – bien que sur Titan, la pluie soit du méthane liquide, tombant à travers des vents d’azote.

Ces matériaux produisent des dunes de sable d’hydrocarbures qui sont très différentes des structures sédimentaires silicatées ailleurs dans le système solaire, selon une équipe de scientifiques planétaires de l’Université de Stanford en Californie.

La formation des dunes de sable, près des rivières, des lacs et des océans remplis de méthane liquide, était énigmatique et difficile à cerner, a expliqué l’équipe.

Ils ont créé une série de modèles informatiques qui ont révélé qu’un cycle saisonnier semblable à celui de la Terre dans l’atmosphère entraîne le mouvement des grains sur la surface de la lune, permettant aux amas d’hydrocarbures de se rassembler et de former les dunes et les plaines.

Titan est considéré par de nombreux scientifiques comme un candidat de choix pour la future colonisation humaine, en raison de sa relative habitabilité, y compris le cycle saisonnier et le système météorologique.

La plus grande lune de Saturne, Titan, ressemble étonnamment à la Terre en ce qui concerne les formations paysagères, selon de nouveaux modèles produits par des scientifiques planétaires

Vue de l'espace, la lune, plus grande que la planète Mercure, présente d'autres similitudes avec la Terre - y compris les rivières, les lacs et les mers remplis de pluie - bien que sur Titan, la pluie soit du méthane liquide, tombant à travers les vents d'azote

Vue de l’espace, la lune, plus grande que la planète Mercure, présente d’autres similitudes avec la Terre – y compris les rivières, les lacs et les mers remplis de pluie – bien que sur Titan, la pluie soit du méthane liquide, tombant à travers les vents d’azote

Mathieu Lapôtre, géologue et auteur principal de l’étude, a expliqué que leur percée consistait à identifier un processus qui permettrait aux substances à base d’hydrocarbures de former des grains de sable ou un substrat rocheux en fonction de la fréquence à laquelle les vents soufflent et les cours d’eau coulent,

Cela leur a permis de comprendre comment les dunes, les plaines et les labyrinthes distincts de Titan pouvaient se former.

Titan est le seul autre corps de notre système solaire, après la Terre, qui a un cycle de transport de liquide saisonnier semblable à la Terre, et le nouveau modèle montre comment ce cycle saisonnier entraîne le mouvement des grains sur la surface de la lune.

“Notre modèle ajoute un cadre unificateur qui nous permet de comprendre comment tous ces environnements sédimentaires fonctionnent ensemble”, a déclaré Lapôtre, professeur adjoint de sciences géologiques à la Stanford’s School of Earth, Energy & Environmental Sciences.

“Si nous comprenons comment les différentes pièces du puzzle s’emboîtent et leurs mécanismes, nous pouvons commencer à utiliser les reliefs laissés par ces processus sédimentaires pour dire quelque chose sur le climat ou l’histoire géologique de Titan – et comment ils pourraient avoir un impact sur la perspective. pour la vie sur Titan.’

Pour construire un modèle capable de simuler la formation des paysages distincts de Titan, Lapôtre et ses collègues ont d’abord dû résoudre l’un des plus grands mystères concernant les sédiments sur le corps planétaire – la fragilité des composés organiques.

Ces matériaux produisent des dunes de sable d'hydrocarbures qui sont très différentes des structures sédimentaires silicatées ailleurs dans le système solaire, selon une équipe de scientifiques planétaires de l'Université de Stanford en Californie.

Ces matériaux produisent des dunes de sable d’hydrocarbures qui sont très différentes des structures sédimentaires silicatées ailleurs dans le système solaire, selon une équipe de scientifiques planétaires de l’Université de Stanford en Californie.

On pense que les composés organiques sont beaucoup plus fragiles que le silicate inorganique – comme on le trouve sur Terre et Vénus – se transformant en poussière plutôt que de s’user.

Sur Terre, les roches silicatées et les minéraux à la surface s’érodent en grains de sédiments au fil du temps, se déplaçant à travers les vents et les cours d’eau pour se déposer dans des couches de sédiments qui finissent par redevenir des roches.

TITAN : LES BASES

La plus grande lune de Saturne, Titan, est un monde glacé dont la surface est obscurcie par une atmosphère brumeuse dorée.

Titan est la deuxième plus grande lune de notre système solaire. Seule la lune de Jupiter, Ganymède, est plus grande, de seulement 2 %.

Titan est plus grand que la lune terrestre et même plus grand que la planète Mercure.

Cette lune mammouth est la seule lune du système solaire avec une atmosphère dense, et c’est le seul monde en dehors de la Terre qui a des corps liquides permanents, y compris des rivières, des lacs et des mers, à sa surface.

Comme la Terre, l’atmosphère de Titan est principalement composée d’azote, plus une petite quantité de méthane.

C’est le seul autre endroit du système solaire connu pour avoir un cycle terrestre de liquides pleuvant des nuages, coulant à sa surface, remplissant les lacs et les mers et s’évaporant dans le ciel (semblable au cycle de l’eau de la Terre).

On pense également que Titan possède un océan d’eau souterrain.

Planète mère : Saturne

Découvert: 25 mars 1655

Taper: Lune glacée

Diamètre: 3 200 milles

Période orbitale: Près de 16 jours terrestres

Durée du jour: Près de 16 jours terrestres

Masse: 1,8 fois la lune terrestre

Ces roches continuent ensuite à travers le processus d’érosion et les matériaux sont recyclés à travers les couches de la Terre au fil du temps géologique.

Sur Titan, les chercheurs pensent que des processus similaires ont formé les dunes, les plaines et les labyrinthes vus de l’espace.

Contrairement aux planètes terrestres, Terre, Mars et Vénus, où les roches silicatées dominent et produisent des sédiments, sur Titan, il provient de composés organiques solides.

Jusqu’à présent, les scientifiques n’ont pas été en mesure de démontrer comment ces composés se transforment en grains de sédiments qui peuvent être transportés à travers les paysages de la lune et au fil du temps géologique.

“Comme les vents transportent les grains, les grains entrent en collision les uns avec les autres et avec la surface”, a expliqué Lapôtre.

«Ces collisions ont tendance à diminuer la taille des grains au fil du temps. Ce qui nous manquait, c’était le mécanisme de croissance qui pourrait contrebalancer cela et permettre aux grains de sable de conserver une taille stable dans le temps », a-t-il déclaré.

Ils ont trouvé une solution en examinant un type spécial de sédiments trouvés dans les mers tropicales peu profondes de la Terre – connus sous le nom d’ooïdes, ce sont de petits grains sphériques.

Les ooïdes se forment lorsque le carbonate de calcium est extrait de la colonne d’eau et se fixe en couches autour d’un grain, comme le quartz.

Ce qui rend les ooïdes uniques, c’est leur formation par précipitation chimique, qui permet aux ooïdes de se développer, tandis que le processus simultané d’érosion ralentit la croissance lorsque les grains sont écrasés les uns contre les autres par les vagues et les tempêtes.

Ces deux mécanismes concurrents s’équilibrent dans le temps pour former une taille de grain constante – un processus qui, selon les chercheurs, pourrait également se produire sur Titan.

“Nous avons pu résoudre le paradoxe de la raison pour laquelle il aurait pu y avoir des dunes de sable sur Titan pendant si longtemps, même si les matériaux sont très faibles”, a déclaré Lapôtre.

“Nous avons émis l’hypothèse que le frittage – qui implique la fusion de grains voisins en un seul morceau – pourrait contrebalancer l’abrasion lorsque les vents transportent les grains.”

La formation des dunes de sable, à proximité des rivières, des lacs et des océans remplis de méthane liquide, était énigmatique et difficile à cerner, a expliqué l'équipe.

La formation des dunes de sable, à proximité des rivières, des lacs et des océans remplis de méthane liquide, était énigmatique et difficile à cerner, a expliqué l’équipe.

Armés d’une hypothèse sur la formation des sédiments, Lapôtre et les co-auteurs de l’étude ont utilisé les données existantes sur le climat de Titan et la direction du transport des sédiments par le vent pour expliquer ses bandes parallèles distinctes de formations géologiques.

Il s’agit de dunes près de l’équateur, de plaines aux latitudes moyennes et de terrains labyrinthiques près des pôles.

La modélisation atmosphérique et les données de la mission Cassini révèlent que les vents sont courants près de l’équateur, soutenant l’idée que moins de frittage et donc de grains de sable fins pourraient y être créés – un composant essentiel des dunes.

Les auteurs de l’étude prédisent une accalmie dans le transport des sédiments aux latitudes moyennes de part et d’autre de l’équateur, où le frittage pourrait dominer et créer des grains de plus en plus grossiers, se transformant finalement en substrat rocheux qui constitue les plaines de Titan.

Les grains de sable sont également nécessaires à la formation des terrains labyrinthiques de la lune près des pôles.

Les chercheurs pensent que ces rochers distincts pourraient ressembler à des karsts dans le calcaire sur Terre – mais sur Titan, ils seraient des éléments effondrés constitués de grès organiques dissous.

Ils ont créé une série de modèles informatiques qui ont révélé qu'un cycle saisonnier semblable à celui de la Terre dans l'atmosphère entraîne le mouvement des grains sur la surface de la lune, permet aux amas d'hydrocarbures de se rassembler et de former les dunes et les plaines.

Ils ont créé une série de modèles informatiques qui ont révélé qu’un cycle saisonnier semblable à celui de la Terre dans l’atmosphère entraîne le mouvement des grains sur la surface de la lune, permet aux amas d’hydrocarbures de se rassembler et de former les dunes et les plaines.

Le débit des rivières et les tempêtes de pluie se produisent beaucoup plus fréquemment près des pôles, ce qui rend les sédiments plus susceptibles d’être transportés par les rivières que par les vents.

Un processus similaire de frittage et d’abrasion pendant le transport fluvial pourrait fournir un approvisionnement local en grains de sable grossiers – la source des grès censés constituer les terrains labyrinthiques.

“Nous montrons que sur Titan – tout comme sur Terre et ce qui était le cas sur Mars – nous avons un cycle sédimentaire actif qui peut expliquer la distribution latitudinale des paysages par l’abrasion et le frittage épisodiques entraînés par les saisons de Titan”, a déclaré Lapôtre. . .

“C’est assez fascinant de penser à la façon dont il y a ce monde alternatif si loin là-bas, où les choses sont si différentes, mais si similaires.”

Les résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters.

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