Représentation modélisée du sous-sol de Titan.
ESA/ATG medialab
Auteur 
Delphine Gosset

Mers et labyrinthe de lacs souterrains sur Titan

La modélisation détaillée du sous-sol du satellite de Saturne a permis de deviner les mécanismes du cycle des hydrocarbures via de possibles interactions entre des réservoirs souterrains et les lacs et les mers de surface.

En 2007, les images prises par la sonde Huygens de l'ESA (European space agency) ont mis en évidence de vastes étendues liquides sur la surface glacée de Titan. Ces lacs sont composés d’hydrocarbures provenant des pluies. En raison de sa morphologie changeante, les astronomes suspectent la croûte de Titan de contenir une quantité importante d’hydrocarbures liquides. Restait à comprendre comment ces hydrocarbures présents en sous-sol pouvaient être liés à ceux qu’on retrouve à la surface et dans l’atmosphère.

Pour élucider ces mécanismes, Olivier Mousis, de l’institut UTINAM, et des chercheurs de l'Université de Cornell et du Jet Propulsion Laboratory de la NASA aux États-Unis, ont modélisé les interactions possibles entre les mers de Titan et un réseau de lacs souterrains.

Ils ont montré que la diffusion d'hydrocarbures liquides (comme on pourrait en trouver en sous-sol) à travers une couche de glace poreuse, pourrait induire la formation de clathrates1 dans lesquels le méthane et l’éthane se retrouveraient piégés et stabilisés.

Sur Titan, les conditions de pression et de température sont en effet réunies pour que de tels clathrates se forment lorsque des hydrocarbures liquides entrent en contact avec la glace d'eau qui compose en grande partie la croûte de surface.

Les lacs souterrains de Titan qui interagiraient avec ce réservoir de clathrates verraient progressivement changer leur composition chimique. Ceux-ci seraient donc principalement composés de propane ou d’éthane, tandis que dans les lacs alimentés par les pluies on devrait trouver du méthane, de l'azote, ainsi que des traces d'argon et de monoxyde de carbone.

Pour vérifier ce modèle, il faudrait pouvoir mesurer la composition des lacs de surface. La mission de la sonde Cassini Solstice, qui court jusqu'en 2017, et qui va effectuer d’ici là 54 survols rapprochés, le permettra peut-être.

  1. Les clathrates sont des composés dans lesquels l'eau adopte une structure cristalline qui forme de petites cages pouvant piéger des molécules telles que le méthane et l'éthane qui s’y stabilisent.

Source(s): INSU - http://www.insu.cnrs.fr/node/4975
Equilibrium composition between liquid and clathrate reservoirs on Titan, Olivier Mousis a,b, Mathieu Choukroun c, Jonathan I. Lunine b, Christophe Sotin c, Icarus, volume 239, 1 September 2014, pages 39-45.

Contact

Olivier Mousis
03 81 66 69 21
olivier.mousis@obs-besancon.fr
Institut UTINAM
http://www.utinam.cnrs.fr

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