L'image martienne de la semaine par Gilles Dawidowicz
Semaine 32 (9 août)

Des rivières et des lacs sur Titan ?

Il est peu fréquent que l’on aborde dans cette chronique des corps solides autres que Mars ou ses satellites. Toutefois, comme cela est de rigueur en planétologie comparée, il nous semble important vue l’actualité, de vous présenter ces clichés radar exceptionnels, obtenus par la sonde Cassini, de la surface de Titan !
Titan est une lune de Saturne que l’on a déjà présenté dans cette rubrique et qui par bien des côtés, est semblable à la planète Mars.

Le 19 juillet dernier, la sonde Cassini se préparait à un survol de Titan à 950 km de distance. Elle observe alors à l’aide de son SAR (Radar à Synthèse d’Ouverture) une région équatoriale très brillante connue sous le nom de Xanadu Regio. On y voit des formations morphologiques comparables à certaines formations observées sur Terre ou sur Mars, dont notamment des cratères d’impact, des champs de dunes et des chenaux de type « hydrologiques ».
Certains chenaux semblent rejoindre des étendues, des bassins collecteurs qu’il est tentant de considérer comme des lacs ou des mers intérieures…

Cette région de Xanadu Regio avait été initialement observée par le télescope spatial Hubble en 1994 qui y distingua une zone plus brillante que les autres… Puis, la sonde Cassini y révéla une surface probablement façonnée par des agents de l’érosion spécifiques comme le vent, la pluie et les écoulements de méthane et/ou d’éthane liquides.
Notez qu’il est probable que les blocs et galets ronds et mats observés au sol juste sous l’équateur mais à plus de 2 000 km à l’Ouest de Xanadu Regio par le module Huygens le 14 janvier 2005, en bordure littorale, soient le résultat d’une prise en charge de matériaux grossiers par un fleuve ou un lac, matériaux finalement altérés par des agents érosifs efficaces...
Il est possible également qu’une fraction des sédiments arrachés aux terrains clairs ait été ultérieurement remobilisée par les vents pour finalement former plus loin des dunes…

Si nous savons que Titan présente en surface des réseaux de chenaux très hiérarchisés et dotés de méandres - observés notamment lors de la descente du module Huygens - personne ne sait aujourd’hui si ces chenaux fonctionnent ou non. Personne ne sait non plus si les lacs observés comme les rivages associés sont toujours en activités selon la saison ou s’ils sont complètement fossiles et issus de conditions morphoclimatiques différentes de celles que l‘on observe aujourd’hui. C’est un des enjeux de la mission Cassini lors de ses survols rapprochés !

Le 21 juillet 2006, la sonde passe comme prévu très près de Titan, à 950 km d'altitude. C’est la 17ème fois depuis son insertion en orbite autour de Saturne que la sonde survole la mystérieuse lune. Ce passage est noté T16 (il y a eu un T0). Pour ce survol, Cassini observe au radar l’hémisphère Nord de la lune voilée et renvoie notamment les deux images présentées. L’image du haut est centrée près de 80°N par 92°O et mesure 420 km par 150 km. L’image du bas est centrée près de 78°N par 18°O et mesure 475 km par 150 km. Les détails les plus petits mesurent environ 500 m de large.

Donc, la zone couverte fait entre 400 et 500 km au sol et se trouve dans les hautes latitudes Nord. On y observe une multitude de formations et dépressions concaves parfois emboîtées les unes dans les autres, parfois isolées. Interprétées (un peu rapidement ?) par les américains comme des formations lacustres, certaines possèdent effectivement une surface très lisse tandis que d’autres ont une surface plus rugueuse. Pour le moment, les planétologues ont dénombré une dizaine de d’étendues concaves, de « lacs » mesurant entre 10 et 100 km de large.
Les dépressions aux surfaces lisses seraient donc remplies de liquide, tandis que les dépressions à fond rugueux pourraient être vides, asséchées… Par ailleurs, certaines des dépressions sont connectées les unes aux autres par des chenaux qui manifestement ressemblent à des chenaux « hydrologiques ». Là encore, certains des chenaux sont foncés et seraient donc à surface lisse (pleins de liquide) tandis que d’autres sont clairs et présenteraient une surface rugueuse (asséchée !). Les chenaux semblent tantôt entrer, tantôt sortir de ces dépressions… Enfin, autour de certaines dépressions, on note des rebords parallèles au rivage, semblables à des traces d’évaporation régulière… comme sur Terre lors d’une baisse progressive du niveau de l’eau d’un lac, baisse qui imprime au rivage des séries de lignes parallèles.

On sait aujourd’hui que Titan possède une atmosphère brumeuse riche en méthane et en éthane. On pense que le méthane et/ou l’éthane s’y décomposent dans l'atmosphère puis forment des nuages qui par la suite précipitent à la surface sous forme de pluies pour finalement créer un ruissellement efficace, se concentrer en lacs puis à nouveau s’évaporer dans l’atmosphère dans un cycle sans fin mais plus ou moins saisonnier (comme l’eau sur Terre qui grossièrement précipite, s’écoule puis s’évapore sans fin). Ce cycle serait à l’origine des formations observées…
Reste à formellement identifier les lacs, à déterminer l’origine de ces gaz et liquides, le rythme des saisons et des cycles, les processus précis et les vitesses exactes d’érosion…

Cependant et comme toujours, il convient d’être prudent dans les interprétations (un peu hâtives ?), basées sur des comparaisons morphologiques de formations qui se sont façonnées dans des milieux différents et qu’il est tentant d’assimiler à ce que l’on connaît ailleurs...
Si l’interprétation des images radar est différente de celle des images prises dans le visible, les faux-semblants peuvent être légions ! Au radar, les surfaces sombres correspondent à des surfaces planes et peu rugueuses comme par exemple la surface d'un océan ou celle d’une mer. En fait, ce type de surface ne renvoie pas ou peu les ondes radar. C’est pour cette raison que toutes ces dépressions sombres sont interprétées comme étant des lacs actuels et des mers intérieures actives. Mais rien n’étant simple, une surface ultra douce et régulière comme un lac asséché couvert de limons très fins ou une mer de glace plane ou encore un lac de laves solidifiées pourraient aussi dans certaines conditions présenter ce type de signature… Par ailleurs, les effets du vent sur une surface peuvent également modifier la signature radar retournée…

D’autres hypothèses ?
Ainsi, il n’est pas impossible que ce que l’on observe sur Titan ne soit pas des lacs remplis de liquide ! Ces dépressions pourraient aussi bien être des effondrements remplis de matériaux très fins, éoliens, glaciaires ou volcaniques par exemple. En effet, outre le fait qu’elles ne possèdent pas toutes de chenaux pour les alimenter en liquide par la surface (chenaux qui au passage pourraient être volcaniques et non « méthalogiques » !), la surface des dépressions sombres n’est jamais régulière, ni homogène (toutefois cela pourrait être dans le cas de surfaces liquides, la signature de courants marins par exemple). Par ailleurs, certaines des dépressions paraissent à leurs bordures externes s’agrandir progressivement et régulièrement par palier, comme le produit sur Mars ou sur Terre de l’érosion régressive, laissant derrière chaque palier, des terrasses emboîtées ! (précisément, ce que certains interprètent comme des terrasses étagées, résultantes des évaporations pourrait en fait n’être que des traces d’érosion régressive, des lignes de crêtes, des bordures d’abrupts…).
Par ailleurs, morphologiquement ces formations rappellent aussi certaines dépressions thermokarstiques observées dans les régions polaires Nord de Mars. Elles rappellent aussi les mêmes formations plus fréquentes encore dans les régions polaires Sud de la planète rouge. De plus, si on les compare aux fameux « fromages suisses », résultants de la sublimation de la glace carbonique et de la glace d’eau, de nombreuses ressemblances existent aussi… Enfin, elles rappellent également certains reliefs karstiques terrestres…

Bref, le doute étant permis et les interprétations préliminaires nécessitant plus d’investigations, il est possible que ce que les américains pensent être un réseau de lacs d'hydrocarbures, ne soit qu’un réseau de dépressions thermokarstiques ! Il conviendra d’investiguer encore et encore… pour être certain de la nature de ce que l’on observe, et surtout se prémunir de toute conclusion rapide…

A cette fin, le prochain survol de Titan par la sonde Cassini est prévu le 7 septembre prochain. La sonde devrait alors survoler cette intrigante lune masquée à 1 000 km de distance et nous en dévoiler encore un peu plus les nombreux mystères…

© Texte : Gilles Dawidowicz/APM.
© Images : NASA/JPL.