Les scientifiques ont découvert que la coquille glacée de la plus grande lune de Saturne, Titan, pourrait posséder une couche isolée de glace de méthane de 9,7 kilomètres d’épaisseur sous sa surface. Ironiquement, cette couche pourrait faciliter la détection des signes de vie provenant de l’océan souterrain de Titan. Et, à terme, cette découverte pourrait bénéficier à la lutte contre le changement climatique provoqué par l’homme sur Terre.
Titan est peut-être une lune, mais elle ressemble également plus à la Terre qu’à toute autre planète du système solaire. En effet, c’est la seule planète ou lune du système solaire autre que la Terre à posséder une atmosphère ainsi que des rivières, des lacs et des mers liquides. Cependant, en raison des températures glaciales de Titan, ce liquide est composé d’hydrocarbures comme le méthane et l’éthane. Pourtant, la glace de surface de Titan est bel et bien composée d’eau.
Les nouveaux résultats d’une équipe de planétologues de l’Université d’Hawaï à Mānoa ont révélé que le méthane pourrait également être piégé dans la coquille de glace de Titan, formant une croûte distincte pouvant atteindre six miles d’épaisseur. Ce gaz pourrait réchauffer la coquille de glace sous-jacente et aider les molécules à remonter à la surface de Titan, dont certaines pourraient indiquer la présence de vie. Ce réchauffement pourrait également contribuer à expliquer l’atmosphère riche en méthane de Titan.
« Si la vie existe dans l’océan de Titan sous l’épaisse coquille de glace, tous les signes de vie, les biomarqueurs, devraient être transportés jusqu’à la coquille de glace de Titan, là où nous pourrions plus facilement y accéder ou les visualiser lors de missions futures », a déclaré le chef de l’équipe de recherche et l’Université de » a déclaré la scientifique hawaïenne Lauren Schurmeier dans un communiqué. « Cela est plus susceptible de se produire si la coquille de glace de Titan est chaude et connectée. »
L’équipe a été informée pour la première fois de l’existence potentielle de cette couche de glace de méthane par la présence de cratères d’impact peu profonds sur Titan. Seuls 90 cratères d’impact ont été observés à la surface de la lune saturnienne, et ceux-ci ont été difficiles à observer car ils devrait être des centaines de pieds plus profonds qu’ils ne le sont réellement.
« C’était très surprenant car, sur la base d’autres lunes, nous nous attendons à voir beaucoup plus de cratères d’impact à la surface et des cratères beaucoup plus profonds que ce que nous observons sur Titan », a déclaré Schurmeier. « Nous avons réalisé que quelque chose d’unique à Titan devait les rendre moins profonds et disparaître relativement rapidement. »
Enquête sur les cratères peu profonds de Titan
Pour approfondir le mystère des cratères d’impact des hirondelles des Titans, Schurmeier et ses collègues se sont tournés vers la modélisation informatique. Cela leur a permis de tester dans quelle mesure la surface de la plus grande lune de Saturne se détendrait et rebondirait après un impact d’astéroïde si sa coque glacée était recouverte d’une couche isolante de clathrate de méthane.
Le clathrate de méthane, ou « hydrate de méthane », est un composé solide dans lequel une grande quantité de méthane est piégée dans la structure cristalline de l’eau, créant un solide semblable à la glace.
En considérant des cratères de taille similaire sur une lune glacée de Jupiter comparable à Titan, Ganymède, les chercheurs ont pu comparer les profondeurs possibles des cratères d’impact sur la lune saturnienne.
« En utilisant cette approche de modélisation, nous avons pu limiter l’épaisseur de la croûte de clathrates de méthane à cinq à dix kilomètres (environ trois à six milles) car les simulations utilisant cette épaisseur ont produit des profondeurs de cratère qui correspondaient le mieux aux cratères observés », a ajouté Schurmeier. « La croûte de clathrates de méthane réchauffe l’intérieur de Titan et provoque une relaxation topographique étonnamment rapide, ce qui entraîne un rétrécissement du cratère à un rythme proche de celui des glaciers chauds et rapides sur Terre. »
L’épaisseur de cette coquille glacée de méthane est importante car elle pourrait éventuellement expliquer pourquoi l’atmosphère de Titan est particulièrement riche en cet hydrocarbure. Cela pourrait également aider les scientifiques à mieux comprendre le cycle du carbone de Titan, son « cycle hydrologique » basé sur le méthane liquide et le climat changeant de la lune saturnienne.
« Titan est un laboratoire naturel pour étudier comment le méthane, un gaz à effet de serre, se réchauffe et circule dans l’atmosphère », a expliqué Schurmeier. « Les clathrates de méthane hydratés de la Terre, trouvés dans le pergélisol de Sibérie et sous le fond marin arctique, sont actuellement en train de déstabiliser et de libérer du méthane.
« Ainsi, les leçons de Titan peuvent fournir des informations importantes sur les processus qui se déroulent sur Terre. »
L’épaisseur de la croûte de clathrates de méthane, vue à la lumière de la topographie de Titan, signifie que l’intérieur de la lune saturnienne est probablement chaud et flexible plutôt que froid et rigide, comme on le croyait autrefois.
« Le clathrate de méthane est plus résistant et plus isolant que la glace d’eau ordinaire », a ajouté Schurmeier. « Une croûte de clathrate isole l’intérieur de Titan, rend la coquille de glace d’eau très chaude et ductile, et implique que la coquille de glace de Titan est ou était en convection lente. »
Et cette convection signifie que des biomarqueurs indiquant la vie auraient pu être extraits de l’océan souterrain de Titan et transportés jusqu’à sa coque extérieure glacée, dans l’attente d’être découverts.
Cette recherche pourrait servir de guide utile aux scientifiques de la NASA qui envisagent d’étudier Titan à l’aide du prochain vaisseau spatial Dragonfly. Dragonfly devrait être lancé en 2028 et, espérons-le, atteindre le système saturnien en 2034 pour effectuer des observations rapprochées de la surface glacée de Titan.
Les recherches de l’équipe ont été publiées le 30 septembre dans The Planetary Science Journal.
Initialement publié sur Espace.com.
