Titan peut avoir des mers avec des vagues

Au lieu de rechercher des signaux directs dans les images distantes de Cassini, les géologues du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont tenté de résoudre le mystère sous un autre angle. L’équipe a appliqué la modélisation aux mers de Titan pour déterminer quelle forme d’érosion aurait pu façonner ses côtes. Selon les résultats publiés dans la revue « Progrès scientifiques », des vagues sont nécessaires pour qu’elles aient la forme qu’elles ont.

“Si les côtes des mers de Titan se sont érodées, les vagues en sont probablement la cause”, explique Taylor Perron, professeur de sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes au MIT. “Si nous pouvions nous tenir au bord de l’une des mers de Titan, nous pourrions voir des vagues de méthane et d’éthane liquides s’écraser sur le rivage lors des tempêtes. Et ils seraient capables d’éroder le matériau dont est faite la côte”, ajoute-t-il.

On pense que les mers de Titan se sont formées lorsque des niveaux croissants de liquide ont inondé un paysage sillonné de vallées fluviales. Les chercheurs se sont concentrés sur trois scénarios sur ce qui aurait pu se produire ensuite : pas d’érosion côtière ; l’érosion provoquée par les vagues; et « l’érosion uniforme », provoquée soit par une « dissolution », dans laquelle le liquide dissout passivement le matériau d’un rivage, soit par un mécanisme dans lequel le rivage se détache progressivement sous son propre poids.

Les chercheurs ont simulé l’évolution des différentes formes de rivage dans chacun des trois scénarios. Pour simuler l’érosion provoquée par les vagues, ils ont pris en compte une variable appelée « fetch », qui décrit la distance physique entre un point de la côte et la rive opposée d’un lac ou d’une mer.

“L’érosion des vagues est déterminée par la hauteur et l’angle de la vague”, explique Rose Palermo, géologue à….. . “Nous utilisons le ‘fetch’ pour approximer la hauteur des vagues, car plus le ‘fetch’ est grand, plus la distance sur laquelle le vent peut souffler et les vagues grandissent est grande”, ajoute-t-il.

Pour tester les différences entre les formes du littoral entre les trois scénarios, les chercheurs ont commencé avec une mer simulée avec des vallées fluviales inondées sur ses bords. Pour l’érosion des vagues, ils ont calculé la distance de récupération entre chaque point de la côte et chaque autre point et ont converti ces distances en hauteurs de vagues. Ensuite, ils ont exécuté leur simulation pour voir comment les vagues éroderaient le littoral initial au fil du temps. Ils ont comparé cela à la façon dont le même littoral évoluerait sous l’érosion causée par une érosion uniforme. L’équipe a répété ce modèle comparatif pour des centaines de rivages initiaux différents.

Ils ont constaté que les formes des extrémités étaient très différentes selon le mécanisme sous-jacent. L’équipe a vérifié ses résultats en comparant ses simulations avec de vrais lacs sur Terre. Ils ont constaté la même différence de forme entre les lacs terrestres connus pour avoir été érodés par les vagues et les lacs affectés par une érosion uniforme, comme la dissolution du calcaire.

La forme d’un rivage

Leur modélisation a révélé différentes formes côtières selon le mécanisme par lequel elles ont évolué. L’équipe s’est donc demandé où se situeraient les côtes de Titan. En particulier, ils se sont concentrés sur quatre des mers les plus grandes et les mieux cartographiées de Titan : Kraken Mare, dont la taille est comparable à celle de la mer Caspienne ; Ligeia Mare, qui est plus grande que le lac Supérieur ; Punga Mare, qui est plus longue que le lac Victoria ; et Ontario Lacus, qui mesure environ 20 pour cent de la taille de son homonyme terrestre.

L’équipe a cartographié les côtes de chaque mer de Titan à l’aide d’images radar de Cassini, puis a appliqué sa modélisation à chacune des côtes de la mer pour voir quel mécanisme d’érosion expliquait le mieux sa forme. Ils ont constaté que les quatre mers s’inscrivaient parfaitement dans le modèle d’érosion provoquée par les vagues, ce qui signifie que les vagues produisaient des côtes qui ressemblaient davantage aux quatre mers de Titan.

“Nous avons constaté que si les côtes se sont érodées, leurs formes correspondent davantage à l’érosion des vagues qu’à une érosion uniforme ou à une absence d’érosion du tout”, explique Perron.

Les chercheurs tentent de déterminer la force des vents de Titan pour provoquer ces vagues. Ils espèrent également déterminer d’où vient principalement le vent.

Savoir si les mers de Titan hébergent une activité de vagues pourrait donner aux scientifiques un aperçu du climat de la Lune. Cela pourrait également les aider à prédire comment la forme des mers pourrait évoluer au fil du temps. De plus, “cela pourrait nous aider à en savoir plus sur la manière dont les côtes s’érodent sans l’influence des humains, et peut-être que cela pourrait nous aider à mieux gérer nos côtes sur Terre à l’avenir”, explique Palerme.

Les chercheurs soulignent que leurs résultats ne sont pas définitifs. Pour confirmer qu’il y a des vagues sur Titan, il faudra observer directement son activité à la surface de la Lune.