Découverte de méga-yardangs à la surface de Titan

Publié par Adrien le 25/08/2015 à 00:00
Source: Philippe Paillou - CNRS-INSU
Titan, la plus grosse lune de Saturne, est le seul satellite du système solaire à posséder une atmosphère. Il est étudié actuellement par la mission Cassini-Huygens: presque tous les mois, un survol de la lune permet d'imager sa surface grâce à l'instrument Radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la...) qui "voit" à travers son atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) opaque. C'est ainsi qu'ont été découverts des lacs et mers de méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à...) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) dans les régions polaires et de vastes champs de dunes linéaires dans les régions équatoriales.


Figure 1 : Images radar TerraSAR-X des dunes Egyptiennes (a) et Namibiennes (b), et des mega-yardangs Iraniens (c) et Tchadiens (d). Copyright Ph. Paillou / DLR.
A des latitudes intermédiaires, autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter,...) de 40oN, plusieurs structures linéaires et fortement diffusantes pour le radar de Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL), l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale...) ont été repérées: elles présentent une analogie de forme avec les méga-yardangs existant sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...). Les yardangs terrestres sont formés par l'érosion éolienne (Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement (dans le cas d'une éolienne de pompage), ou produire de...) de couches de sédiments meubles, souvent constituées par des anciens fonds lacustres. Nous avons étudié la signature radar de sites terrestres analogues, deux champs de dunes linéaires dans la grande Mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) de Sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation d'autres roches dont la dimension est comprise entre 0,063 et 2 mm.) en Egypte et dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).) du Namib en Namibie, et deux méga-yardangs dans le désert de Lut en Iran et dans le désert de Borkou au Tchad.


Figure 2 : Comparaison entre la signature radiométrique des dunes et méga-yardangs terrestres (tracé fin en gris) et le résultat de la modélisation de la rétro-diffusion radar (tracé épais en noir). Copyright Ph. Paillou.
Des images radar à haute résolution, utilisant une fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) proche de celle de l'instrument Radar de Cassini, ont été acquises à l'aide du satellite (Satellite peut faire référence à :) allemand TerraSAR-X. Nous avons analysé et modélisé la signature micro-ondes des dunes linéaires et des méga-yardangs terrestres, distinguant entre des inter-dunes couverts de sable (en Namibie) ou exposés (en Egypte), et des yardangs jeunes (en Iran) ou anciens (Tchad). La comparaison des signatures radiométriques des structures terrestres avec celles des structures présentes à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de Titan (Cliquez sur l'image pour une description) nous a permis de conclure que 1) deux types de dunes linéaires sont présents dans la grande mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) de sable de Belet sur Titan et que 2) les structures linéaires brillantes observées à 40 degrés de latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.) Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) lors des survols T64 et T83 sont très certainement des méga-yardangs.

La découverte de méga-yardangs à la surface de Titan permet notamment d'alimenter des hypothèses concernant l'histoire du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) de la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de...): ces structures pourraient être les restes d'anciens lacs importants, localisés à plus basse latitude que les lacs et mers actuels de Titan, et formés à une époque où la présence de méthane liquide n'était pas cantonnée aux régions polaires.

Ce travail a bénéficié d'un soutien financier du groupe Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système...) du CNES, et les images TerraSAR-X ont été fournies par le DLR dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) GEO1970.


Figure 3 : Images Cassini Radar des mega-yardangs observés lors des survols T64 et T83. Copyright Ph. Paillou / JPL / NASA.
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