La plus grande lune de Saturne, Titan, est un endroit mystérieux; et plus on en apprend, plus il semble avoir de surprises en réserve. En plus d'être le seul corps au-delà de la Terre à avoir une atmosphère dense et riche en azote, il a également des lacs de méthane à sa surface et des nuages de méthane dans son atmosphère. Ce cycle hydrologique, où le méthane est converti d'un liquide en gaz et vice-versa, est très similaire au cycle de l'eau ici sur Terre.
Merci à la NASA / ESA Cassini-Huygens mission, qui a pris fin le 15 septembre lorsque le vaisseau s'est écrasé dans l'atmosphère de Saturne, nous avons beaucoup appris sur cette lune ces dernières années. La dernière découverte, faite par une équipe de scientifiques planétaires et de géologues de l'UCLA, concerne les tempêtes de pluie de méthane de Titan. Bien qu'ils soient rares, ces tempêtes de pluie peuvent apparemment devenir assez extrêmes.
L'étude qui détaille leurs découvertes, intitulée «Régions régionales de précipitation extrême sur le titan cohérentes avec la distribution des cônes alluviaux observés», a récemment paru dans la revue scientifique Nature Geoscience. Dirigée par Saun P. Faulk, un étudiant diplômé du Département des sciences de la Terre, des planètes et de l'espace de l'UCLA, l'équipe a effectué des simulations des précipitations de Titan pour déterminer comment les événements météorologiques extrêmes ont façonné la surface de la lune.
Ils ont découvert que les tempêtes de pluie extrêmes de méthane peuvent imprimer la surface glacée de la lune de la même manière que les tempêtes de pluie extrêmes façonnent la surface rocheuse de la Terre. Sur Terre, les tempêtes de pluie intenses jouent un rôle important dans l'évolution géologique. Lorsque les précipitations sont suffisamment abondantes, les tempêtes peuvent déclencher de grands écoulements d'eau qui transportent les sédiments dans les basses terres, où ils forment des éléments en forme de cône appelés ventilateurs alluviaux.
Au cours de sa mission, le Cassini l'orbiteur a trouvé des preuves de caractéristiques similaires sur Titan en utilisant son instrument radar, ce qui suggère que la surface de Titan pourrait être affectée par des précipitations intenses. Bien que ces fans soient une nouvelle découverte, les scientifiques étudient la surface de Titan depuis que Cassini a atteint le système Saturne pour la première fois en 2006. Pendant ce temps, ils ont noté plusieurs caractéristiques intéressantes.
Celles-ci comprenaient les vastes dunes de sable qui dominent les latitudes inférieures de Titan et les lacs et mers de méthane qui dominent ses latitudes plus élevées - en particulier autour de la région polaire nord. Les mers - Kraken Mare, Ligeia Mare et Punga Mare - mesurent des centaines de kilomètres de diamètre et jusqu'à plusieurs centaines de mètres de profondeur, et sont alimentées par des canaux ramifiés en forme de rivière. Il existe également de nombreux lacs plus petits et moins profonds qui ont des bords arrondis et des parois abruptes, et se trouvent généralement dans les zones plates.
Dans ce cas, les scientifiques de l'UCLA ont découvert que les cônes alluviaux sont principalement situés entre 50 et 80 degrés de latitude. Cela les place près du centre des hémisphères nord et sud, bien que légèrement plus près des pôles que de l'équateur. Pour tester comment les propres tempêtes de pluie de Titan pourraient provoquer ces caractéristiques, l'équipe de l'UCLA s'est appuyée sur des simulations informatiques du cycle hydrologique de Titan.
Ce qu’ils ont découvert, c’est que si la pluie s’accumule principalement près des pôles - où se trouvent les principaux lacs et mers de Titan - les orages les plus intenses se produisent près de 60 degrés de latitude. Cela correspond à la région où les cônes alluviaux sont les plus concentrés et indique que lorsque Titan connaît des précipitations, c'est assez extrême - comme une averse saisonnière de type mousson.
Comme Jonathan Mitchell - un professeur agrégé de l'UCLA des sciences planétaires et un auteur principal de l'étude - l'a indiqué, cela n'est pas différent de certains événements météorologiques extrêmes qui ont récemment été vécus ici sur Terre. "Les tempêtes de méthane les plus intenses de notre modèle climatique déversent au moins un pied de pluie par jour, ce qui est proche de ce que nous avons vu à Houston depuis l'ouragan Harvey cet été", a-t-il déclaré.
L'équipe a également constaté que sur Titan, les tempêtes de pluie de méthane sont plutôt rares, se produisant moins d'une fois par année Titan - ce qui correspond à 29 ans et demi de la Terre. Mais selon Mitchell, qui est également le chercheur principal du groupe de recherche sur la modélisation du climat Titan de l'UCLA, c'est plus souvent que prévu. «J'aurais pensé que ce seraient des événements qui se produiraient une fois par millénaire, si même cela», a-t-il dit. "C'est donc une surprise."
Dans le passé, les modèles climatiques de Titan ont suggéré que le méthane liquide se concentre généralement plus près des pôles. Mais aucune étude précédente n'a étudié comment les précipitations pourraient provoquer le transport et l'érosion des sédiments, ni montré comment cela pourrait expliquer les diverses caractéristiques observées à la surface. Par conséquent, cette étude suggère également que les variations régionales des caractéristiques de surface pourraient être causées par des variations régionales des précipitations.
En plus de cela, cette étude indique que la Terre et Titan ont encore plus de points communs qu'on ne le pensait. Sur Terre, les contrastes de température sont à l'origine de phénomènes météorologiques saisonniers intenses. En Amérique du Nord, les tornades se produisent du début à la fin du printemps, tandis que les blizzards se produisent pendant l'hiver. Pendant ce temps, les variations de température dans l'océan Atlantique sont à l'origine de la formation d'ouragans entre l'été et l'automne.
De même, il semble que sur Titan, de graves variations de température et d'humidité déclenchent des conditions météorologiques extrêmes. Lorsque l'air plus frais et plus humide des latitudes supérieures interagit avec l'air plus chaud et plus sec des latitudes inférieures, il en résulte des tempêtes de pluie intenses. Ces découvertes sont également importantes lorsqu'il s'agit d'autres corps de notre système solaire qui ont des ventilateurs alluviaux - comme Mars.
En fin de compte, la compréhension de la relation entre les précipitations et les surfaces planétaires pourrait conduire à de nouvelles perspectives sur l'impact du changement climatique sur la Terre et les autres planètes. Une telle connaissance contribuerait également grandement à atténuer les effets qu'elle a ici sur Terre, où les changements ne sont que naturels, mais aussi soudains et très dangereux.
Et qui sait? Un jour, cela pourrait même nous aider à modifier les environnements sur d'autres planètes et corps, les rendant ainsi plus adaptés à un établissement humain à long terme (alias. Terraformation)!
