Cassini vue de l'atmosphère brumeuse de Titan. Cliquez pour agrandir.
Titan est unique dans le système solaire avec son atmosphère riche en méthane. Ils croient que cette croûte de méthane flotte au-dessus d'un océan d'eau liquide mélangée à de l'ammoniac. Ce dégazage continu de méthane a probablement culminé il y a des centaines de millions d'années, et maintenant il est sur une baisse lente et régulière.
Les données de la sonde Huygens de l'ESA ont été utilisées pour valider un nouveau modèle de l'évolution de Titan, la plus grande lune de Saturne, montrant que son approvisionnement en méthane peut être enfermé dans une sorte de glace riche en méthane.
La présence de méthane dans l'atmosphère de Titan est l'une des énigmes majeures que la mission NASA / ESA / ASI Cassini-Huygens tente de résoudre.
Titan a révélé l'année dernière avoir des paysages spectaculaires apparemment sculptés par des liquides. La mission Cassini-Huygens a également montré qu'il ne restait pas après tout beaucoup de méthane liquide à la surface de la Lune, et donc on ne sait pas d'où vient le méthane atmosphérique.
En utilisant les résultats de Cassini-Huygens, un modèle de l'évolution de Titan, se concentrant sur la source de méthane atmosphérique de Titan, a été développé dans une étude conjointe de l'Université de Nantes, France, et l'Université de l'Arizona à Tucson, USA.
«Ce modèle est en accord avec les observations faites jusqu'à présent à la fois par la sonde Huygens qui a atterri sur Titan le 14 janvier 2005 et les instruments de télédétection à bord du vaisseau spatial Cassini», a déclaré Gabriel Tobie, du Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes. et auteur principal d'un article dans Nature.
Il existe une différence entre le volcanisme sur Terre et le «cryovolcanisme» sur Titan. Les volcans sur Titan impliqueraient la fonte et le dégazage de la glace, ce qui est analogue au volcanisme silicaté sur Terre, mais avec des matériaux différents.
Le méthane, jouant un rôle sur Titan similaire à l'eau sur Terre, aurait été libéré pendant trois épisodes: un premier après la période d'accrétion et de différenciation, un deuxième épisode il y a environ 2000 millions d'années lorsque la convection a commencé dans le noyau de silicate et un géologiquement récent un (il y a 500 millions d'années) en raison du refroidissement accru de la lune par convection à l'état solide dans la croûte extérieure.
Cela signifie que l'approvisionnement en méthane de Titan peut être stocké dans une sorte de glace riche en méthane. Les scientifiques suggèrent que la glace, appelée «hydrate de clathrate», forme une croûte au-dessus d'un océan d'eau liquide mélangée à de l'ammoniac.
"Comme le méthane est décomposé par des réactions chimiques induites par la lumière sur une échelle de temps de dizaines de millions d'années, il ne peut pas simplement être un vestige de l'atmosphère présente lorsque Titan lui-même a été formé, et il doit être reconstitué assez régulièrement", a déclaré Tobie.
"Selon notre modèle, lors du dernier épisode de dégazage, la dissociation du clathrate de méthane et donc la libération de méthane sont induites par des anomalies thermiques au sein de la croûte glacée, qui sont générées par la cristallisation dans l'océan interne", a déclaré Tobie.
«Comme cette cristallisation n'a commencé que relativement récemment (il y a 500 à 1 000 millions d'années), nous nous attendons à ce que l'océan ammoniac-eau soit encore présent à quelques dizaines de kilomètres sous la surface et que le dégazage du méthane soit toujours en cours. Même si le taux de dégazage devrait baisser maintenant (il a culminé il y a environ 500 millions d'années), le rejet de méthane par les éruptions cryovolcaniques devrait toujours se produire sur Titan », a expliqué Tobie.
«Certaines parties de la croûte de clathrate peuvent être chauffées de temps en temps par l’activité« cryovolcanique »sur la lune, ce qui provoque son rejet de méthane dans l’atmosphère. Ces explosions pourraient produire des écoulements temporaires de méthane liquide à la surface, ce qui expliquerait les caractéristiques fluviales observées à la surface de Titan.
"Les instruments de Cassini, en particulier son spectromètre de cartographie visible et infrarouge (VIMS), devraient détecter un nombre croissant de caractéristiques cryovolcaniques et, si nous sommes chanceux, pourraient éventuellement détecter des éruptions de méthane", a ajouté Tobie.
S'ils ont raison, affirment les chercheurs, alors Cassini et les futures missions sur Titan devraient également être en mesure de détecter l'existence de leur possible sous-sol océan eau liquide-ammoniac.
Plus tard dans la mission, Cassini effectuera lui-même des mesures qui confirmeront (ou non) la présence de l'océan d'eau interne, ainsi que l'existence d'un noyau rocheux.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
