Le point sur les dunes de Titan

Une nouvelle analyse des données radar de la mission Cassini par la NASA, effectuée en partenariat avec l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale italienne, a révélé des variations régionales entre les diverses dunes de sable de Titan, la plus grande lune de Saturne. Les résultats donnent de nouveaux indices sur l'histoire climatique et géologique de la lune.


Après les plaines d'apparence uniforme, les champs de dunes sont la caractéristique dominante du relief de Titan et donnent donc un aperçu de grande ampleur de l'environnement particulier de la lune. Les dunes couvrent environ 13 pour cent de la surface, et s'étendent sur une superficie de 10 millions de kilomètres carrés. Sur Terre, c'est à peu près la superficie des États-Unis.

Bien que semblables dans la forme aux dunes linéaires trouvées sur la Terre, en Namibie ou dans la péninsule arabique, les dunes de Titan sont gigantesques à notre échelle. Elles font en moyenne un à deux kilomètres de large, des centaines de kilomètres de long et environ 100 mètres de haut. Cependant, leur taille et leur étendue varie à travers la surface, trahissant l'environnement dans lequel elles se sont formées et ont évolué.

En utilisant les données du radar de la sonde Cassini, Alice Le Gall, qui a travaillé au Jet Propulsion Laboratory à Pasadena, en Californie et qui est actuellement chercheur au laboratoire LATMOS à Paris, a découvert que la taille des dunes de Titan est contrôlée par au moins deux facteurs: l'altitude et la latitude.

En termes d'altitude, les dunes les plus élevées ont tendance à être plus minces et plus largement séparées. Les écarts entre les dunes apparaissant sur le radar de Cassini indiquent une mince couverture de sable. Cela suggère que le sable nécessaire pour construire les dunes provient principalement des plaines de Titan.

Les scientifiques pensent que le sable sur Titan n'est pas constitué de silicates comme sur Terre, mais d'hydrocarbures solides, issus des précipitations de l'atmosphère. Celles-ci ont provoqué des agrégats de grains d'environ 1 millimètre par un processus encore inconnu.

En termes de latitude, les dunes de sable de Titan restent confinées à la région équatoriale, dans une bande entre 30 degrés de latitude sud et 30 degrés de latitude nord. Toutefois, les dunes ont tendance à être moins volumineuses au nord. Le Gall et ses collègues pensent que cela peut être dû à l'orbite elliptique de Saturne.

Titan est en orbite autour de Saturne, et les saisons de la lune sont contrôlées par la trajectoire de Saturne autour du Soleil. Comme Saturne met environ 30 ans pour réaliser une orbite complète, chaque saison sur Titan dure environ sept ans. La nature légèrement elliptique de l'orbite de Saturne implique que l'hémisphère sud possède des étés plus courts mais plus intenses. Ainsi les régions du sud sont probablement plus sèches, ce qui implique moins d'humidité au sol. Plus les grains de sable sont secs, plus ils peuvent être transportées facilement par les vents et bâtir des dunes. "L'humidité du sol augmente probablement vers le nord, ce qui rend les particules de sable moins mobiles et, par conséquent, le développement des dunes plus difficile." suppose Le Gall.

A l'appui de cette hypothèse, le fait que les lacs et les mers de Titan ne sont pas répartis de manière symétrique en latitude. Ces réserves d'éthane et de méthane liquide se trouvent surtout dans l'hémisphère nord, ce qui suggère à nouveau que le sol y est plus humide et, encore une fois, que les grains de sable sont moins faciles à transporter par le vent dans ces régions.

"Comprendre comment les dunes se forment, expliquer leur forme, leur taille et leur répartition à la surface de Titan est d'une grande importance pour la compréhension du climat de Titan et de sa géologie, car les dunes sont une interface d'échanges significatifs atmosphère-surface", explique Nicolas Altobelli, scientifique du projet Cassini-Huygens à l'ESA. "En particulier, comme elles sont fabriquées à partir d'hydrocarbures atmosphériques gelés, les dunes pourraient nous fournir des indices importants sur le cycle méthane/éthane qui reste encore un mystère sur Titan, bien que comparable en de nombreux aspects au cycle de l'eau sur Terre."