Les vallées fluviales de méthane liquide sur Titan

Publié par Adrien le 15/09/2020 à 09:00
Source: CNRS INSU
La mission Cassini-Huygens, qui s'est achevée le 15 septembre 2017 après un voyage de 20 ans, a permis de nombreuses découvertes sur Saturne et ses satellites, dont Titan, le plus gros d'entre eux. Lors de sa descente dans l'atmosphère de Titan (L’atmosphère de Titan est, à la différence de celle des autres satellites du système solaire, développée avec une...) en janvier 2005, le module Huygens a notamment identifié un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on...) de vallées fluviales dendritique incisant une colline proche du site d'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant qu'il est employé dans le domaine maritime ou...).


Modèle numérique de terrain (Un modèle numérique de terrain (MNT) est une représentation de la topographie (altimétrie et/ou bathymétrie) d'une zone terrestre (ou d'une planète...) et son réseau hydrographique obtenu par un algorithme de routage (En informatique, le terme routage désigne le mécanisme par lequel les données d'un équipement expéditeur sont acheminées jusqu'à leur...). Les couleurs sont associées à l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique...) allant de 0 à 420 mètres. © Daudon et al., 2020
Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) 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...), le 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.) incise le substrat de Titan (Cliquez sur l'image pour une description) constitué de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) d'eau et/ou d'hydrocarbures pour former des réseaux de rivières complexes. Pour mieux comprendre les processus responsables de la formation de ces paysages, un modèle numérique de terrain (MNT) précis représentant 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...) topographique de cette région est nécessaire. Or, le MNT réalisé en 2005 présente un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'imperfections et d'incohérences qui limitent son utilisation pour l'analyse précise de la formation des rivières.


Mosaïque d'images DISR réalisée manuellement à partir de clichés acquis à des altitudes comprises entre 250 m et 50 km. La croix rouge au centre de l'image indique le site d'atterrissage de la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est...) Huygens. © E. Karkoschka, NASA/PDS, ESA
Des chercheurs de l'IPGP et leurs collègues internationaux ont mis en place une nouvelle approche, bénéficiant d'un récent traitement des images DISR qui améliore sensiblement la qualité des images d'origine. Pour la reconstruction du MNT, les scientifiques ont utilisé MicMac, un logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus les instructions de traitement, regroupées sous forme de...) de photogrammétrie libre d'accès et hautement paramétrable. Afin de surmonter les difficultés liées à la qualité des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) et à la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri...) des prises de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) (configuration géométrique inhabituelle), une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de traitement spécifique a été développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.). Ils ont appliqué des concepts de géomorphologie quantitative (tels que le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une...) d'écoulement des rivières) pour évaluer les dernières ambiguïtés sur l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) globale du MNT.

Grâce à cette approche, les chercheurs ont obtenu un MNT couvrant une surface plus importante et avec un bien meilleur échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il...) spatial que précédemment (18 mètres, le plus résolu pour la surface de Titan). Ils mettent ainsi à disposition de la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus...) fondamental pour poursuivre l'étude quantitative de la formation des vallées fluviales et des processus d'érosion et d'incision causée par le méthane liquide sur Titan.

En savoir plus:
A new digital terrain model of the Huygens landing site on Saturn's largest moon, Titan - Earth and Space Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai...), 7.
Daudon, C., Lucas, A., Rodriguez, S., Jacquemoud, S., Escalante López, A., Grieger, B., et al.
https://doi.org/10.1029/2020EA001127
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