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6 mars 2006

L'origine du méthane dans l'atmosphère de Titan

La sonde Cassini et l'atterrisseur Huygens ont montré que le méthane joue un rôle important sur Titan, satellite de Saturne. D'un point de vue météorologique, il est l'équivalent à l'eau sur la Terre. Comme Cassini et Huygens n'ont pas détecté de mers d'hydrocarbures à sa surface, les chercheurs s'interrogent sur la provenance et l'histoire de ce gaz. Une étude en collaboration entre le Laboratoire de planétologie et géodynamique à Nantes1 (CNRS, Université de Nantes) et l'université d'Arizona a permis de proposer un modèle expliquant la libération de méthane dans l'atmosphère de Titan en trois étapes. Dans un premier temps, au coeur de Titan, un noyau de silicate se forme avec au-dessus un océan d'eau et d'ammoniac recouvert d'une couche de clathrate2, cristal de glace emprisonnant du méthane. Une première partie du méthane est libérée dans l'atmosphère juste après la formation du noyau rocheux. Un second épisode de dégazage se produit quand le noyau est suffisamment chaud pour initier une convection thermique. La couche externe de clathrate s'amincit à chacun de ces épisodes. Enfin, le satellite subit un refroidissement global et une cristallisation de son océan interne accompagnée de mouvements convectifs dans la croûte de glace. Les anomalies thermiques ainsi créées déstabilisent les clathrates restants qui se dissocient et libèrent le méthane. À chacun des épisodes se produisant à un intervalle de 2 milliards d'années et durant quelques centaines de millions d'années, le méthane libéré des clathrates peut s'échapper par les failles de la croûte de Titan et par cryo-volcanisme être injecté dans l'atmosphère. Les futurs survols de Titan par la sonde Cassini devraient, si cette hypothèse est exacte, observer des édifices cryo-volcaniques et, avec de la chance, détecter des éruptions de méthane. Ce travail est publié dans la revue Nature du 2 mars 2006.


Notes :

(1) Cette équipe comprend : Gabriel Tobie et Christophe Sotin du Laboratoire de Planétologie et Géodynamique, Jonathan I. Lunine du Lunar and Planétary Laboratory, University of Arizona.
(2) Le clathrate est un cristal constitué de molécules d'eau qui emprisonnent des molécules plus gazeuses telles le méthane. Stable à haute pression, il se décompose à basse pression en libérant les molécules qu'il a emprisonnées.

Contacts :

Chercheurs
Christophe Sotin
T 02 51 12 54 66
Christophe.Sotin@univ-nantes.fr

Gabriel Tobie
T 02 51 12 54 67
Gabriel.Tobie@univ-nantes.fr

Presse
Delphine Kaczmarek
T 01 44 96 51 37
delphine.kaczmarek@cnrs-dir.fr


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