Légende: Les images de la mission Cassini montrent des réseaux de rivières de méthane se déversant dans les lacs de la région polaire nord de Titan. Crédit: NASA / JPL / USG
La plus grande lune de Saturne, Titan a longtemps été cachée sous le linceul épais de son atmosphère riche en méthane et en azote. Tout a changé en 2004 lorsque la mission Cassini de la NASA a pu pénétrer la brume et renvoyer des images radar détaillées de la surface. Ceux-ci montraient un terrain glacé, creusé sur des millions d'années, par des rivières similaires à celles trouvées ici sur Terre. Cependant, la surface de Titan n'a pas l'air aussi vieille et battue par les intempéries qu'elle le devrait. Les rivières ont provoqué une érosion étonnamment faible et il y a moins de cratères d'impact que prévu. Alors, quel est le secret de la jeunesse de Titan?
Titan a environ quatre milliards d'années, à peu près le même âge que le reste du système solaire. Mais le faible nombre de cratères d'impact ne permet d'estimer sa surface qu'à entre 100 millions et un milliard d'années.
Des chercheurs du MIT et de l’Université du Tennessee à Knoxville ont analysé des images des réseaux fluviaux de Titan et suggèrent deux explications possibles: soit l’érosion sur Titan est extrêmement lente, soit certains phénomènes récents ont effacé des éléments de surface plus anciens.
Taylor Perron, professeur adjoint de géologie Cecil et Ida Green au MIT, explique: «C'est une surface qui aurait dû s'éroder beaucoup plus que ce que nous voyons, si les réseaux fluviaux sont actifs depuis longtemps. Cela soulève des questions très intéressantes sur ce qui s'est passé sur Titan au cours du dernier milliard d'années. »
Perron suggère que les processus géologiques sur Titan peuvent être comme ceux que nous voyons ici sur Terre. Ici aussi, les cratères d'impact sont rares, car la tectonique des plaques, les volcans en éruption, les glaciers en progression et les réseaux fluviaux ont remodelé la surface de notre planète sur des milliards d'années, donc, sur Titan, les bouleversements tectoniques, les éruptions cryovolcaniques, l'érosion et la sédimentation par les rivières pourraient altérer la surface .
Découvrir quels processus sont à l'œuvre n'est pas facile. Les images de Cassini sont comme des photos aériennes mais avec une résolution beaucoup plus grossière. Ils sont plats, sans information sur une élévation ou une profondeur de surface.
Perron et l'étudiant diplômé du MIT Benjamin Black ont analysé les images et cartographié 52 réseaux fluviaux importants de quatre régions de Titan. Ils ont ensuite comparé les images avec un modèle d'évolution du réseau fluvial développé par Perron. Leurs données décrivent l'évolution d'une rivière au fil du temps, en tenant compte de variables telles que la résistance du matériau sous-jacent et le débit d'écoulement à travers les canaux fluviaux. Au fur et à mesure que la rivière s'érode, elle se transforme d'un long fil fuselé en un réseau dense et arboré d'affluents. Les réseaux fluviaux de Titan ont conservé leur composition longue et maigre. Ils se comparent à des paysages récemment renouvelés ici, y compris un terrain volcanique sur l'île de Kauai et des paysages récemment glaciaires en Amérique du Nord.
Outre la Terre, Titan est le seul monde avec un cycle hydrologique actif formant des réseaux fluviaux actifs. La température de surface de Titan peut être d'environ 94 K et ses rivières coulent avec du méthane liquide, mais comme le dit Perron: «C'est un endroit étrangement semblable à la Terre, même avec cette combinaison exotique de matériaux et de températures, et vous pouvez donc encore dire quelque chose de définitif sur l'érosion. C'est la même physique. "
Ci-dessous, une vidéo de Black et Perron expliquant leurs recherches:
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