La grande lune de Saturne, Titan, ressemble à bien des égards à la Terre il y a quelques milliards d’années, lorsque la vie est apparue pour la première fois. Un site d’intérêt est ce que nous appelons Selk Crater sur Titan. C’est l’un des endroits que la prochaine mission Dragonfly de la NASA – un plan pour envoyer un giravion robotisé à la surface de la lune de Saturne – a l’intention d’explorer. Des chercheurs ont suggéré que de l’eau liquide aurait pu exister dans le cratère, suite à l’impact qui l’a créé. Et maintenant, une nouvelle étude menée par des chercheurs du MIT à Cambridge, dans le Massachusetts, suggère que l’eau liquide pourrait avoir existé dans le cratère Selk depuis plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant, peut-être depuis des dizaines de milliers d’années. Il a peut-être été là assez longtemps pour que certains des éléments constitutifs de la vie commencent à prendre forme.
Kiona Smith a écrit dans Inverse le 1er mars 2023, sur les découvertes intrigantes. Comme Smith l’a souligné, la nouvelle chronologie de l’eau liquide dans le cratère Selk :
… augmente considérablement les chances que Dragonfly, dont la mission est de rechercher les ingrédients chimiques de la vie, puisse trouver quelque chose d’intéressant.
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Combien de temps a duré le lac Selk Crater sur Titan ?
Le scientifique planétaire Shigeru Wakita du MIT a dirigé l’équipe de recherche. Le nouveau travail – qui n’a pas encore été évalué par des pairs – a été publié en préimpression le 22 février 2023.
Le cratère Selk mesure environ 80 km de diamètre. C’est juste au nord de l’équateur de Titan, pas trop loin au nord-ouest du site d’atterrissage de la sonde Huygens de l’ESA, qui a atterri avec succès sur Titan en 2005.
Dragonfly explorera ce cratère dans le cadre de sa mission. Pourquoi l’intérêt ? Titan a une croûte glacée. Et l’impact pourrait provenir d’une comète glacée. Il est possible que l’eau de l’une de ces sources ou des deux ait rempli le cratère après l’impact.
Mais une question clé a été, combien de temps l’eau a-t-elle duré?
2 types de croûte glacée possibles
Les chercheurs pensent que d’autres endroits sur Titan auraient pu avoir des lacs d’eau liquide provenant d’impacts de comètes. La durée pendant laquelle l’eau y a coulé dépend en partie de la composition de la croûte de Titan. La glace à la surface de Titan est principalement composée d’hydrocarbures, comme le méthane. Mais en dessous, dans le substratum rocheux, on pense qu’il y a plus de glace d’eau.
Mais est-ce uniquement de la glace d’eau ou est-ce une combinaison de glace d’eau et d’hydrocarbures ? Les scientifiques ne savent pas encore de quoi il s’agit. Et cela fait une grande différence en termes de durée pendant laquelle l’eau aurait pu rester liquide.
En fin de compte, la durée pendant laquelle le lac Selk Crater de Titan est resté liquide dépend du type de croûte qui se trouve en dessous. Si la croûte ne contenait que de l’eau gelée, les scientifiques estiment que le lac aurait duré plusieurs siècles avant de geler.
Et si la croûte contenait aussi des clathrates de méthane ? Un clathrate de méthane est composé principalement de glace d’eau. Mais, il a aussi des molécules de méthane dans sa structure cristalline. Vous le connaissez peut-être sous les noms de glace de feu ou de glace brûlante. Et, en effet, vous pouvez mettre le feu aux clathrates de méthane ! Le méthane brûlera pendant que la glace d’eau fondra.
Si la croûte contenait des clathrates de méthane lorsque la comète a frappé Titan, pour former le cratère, alors le lac résultant aurait pu persister beaucoup plus longtemps qu’il ne l’aurait fait autrement. La structure cristalline des clathrates de méthane est plus solide que celle de la glace d’eau pure. Le cratère résultant – et le lac – aurait également été plus profond et d’une forme différente de ce qu’il aurait été si la croûte de Titan ne contenait que de la glace d’eau.
Un lac isolé sur Titan pourrait rester liquide pendant des milliers d’années
Mais non seulement les clathrates de méthane sont plus résistants que la glace d’eau, mais ils sont aussi de bons isolants. Wakita a dit Inverse:
Il existe deux travaux intéressants sur le clathrate de méthane. L’un a indiqué que le clathrate de méthane est plus résistant que la glace d’eau, et un autre a montré que le clathrate de méthane peut être un isolant.
Les deux sont importants pour la formation du cratère.
Pourquoi est-ce important ? Cela signifie qu’en raison de l’isolation accrue de l’eau à l’intérieur du cratère, l’eau serait restée liquide plus longtemps. Wakita et son équipe ont estimé que le cratère Selk contenait une mare d’eau de 10 km de diamètre et de 3 km de profondeur. Ce lac de cratère aurait pu durer de 5 000 à 90 000 ans.
Formation des éléments constitutifs de la vie
Le lac, et tous les autres semblables, auraient été une oasis par rapport au reste de la surface hostile de Titan. En fait, si le lac a survécu assez longtemps, des réactions chimiques auraient pu former des molécules organiques complexes dans le lac… pas la vie, mais les éléments constitutifs de la vie, comme les acides aminés.
Ensuite, éventuellement, les acides aminés pourraient s’être liés pour créer des protéines. Le journal soulignait :
Les bassins de fonte associés aux cratères d’impact comme Selk fournissent des environnements où l’eau liquide et les matières organiques peuvent se mélanger et produire des biomolécules comme les acides aminés. C’est en partie pour cette raison que la région de Selk a été choisie comme zone que la mission Dragonfly de la NASA explorera et répondra à l’un de ses principaux objectifs : rechercher des signatures biologiques sur Titan.
Si une épaisse couche de clathrate de méthane existait à la surface de Titan lors de la formation de Selk, il y avait suffisamment de temps pour que la chimie prébiotique complexe se produise dans le bain de fusion, augmentant la probabilité de produire des molécules d’intérêt biologique.
Les mesures de l’instrument Dragonfly Mass Spectrometer sur Dragonfly (DraMS) pourront confirmer ces prédictions.
Que trouvera Dragonfly ?
Dragonfly sera conçu pour déterminer quels types de molécules organiques complexes existent encore sur Titan aujourd’hui, s’il en existe, y compris celles du cratère Selk. Le fait est que Titan est littéralement recouvert de matières organiques plus simples appelées tholins. Ils forment des dunes à la surface et remplissent l’atmosphère d’un smog organique orangé (c’est pourquoi nous ne pouvons pas voir directement la surface de la lune). Même les lacs et les mers qui existent encore sur Titan aujourd’hui sont composés d’hydrocarbures liquides – méthane et éthane – au lieu d’eau.
Y a-t-il une chance que ces premiers composés organiques complexes aient pu évoluer encore plus loin, dans la vie elle-même ? C’est possible, même si ce serait très différent de n’importe quelle vie sur Terre. Les températures glaciales de Titan rendraient difficile l’existence de toute vie aujourd’hui.
Mais, pour l’instant, nous ne savons pas ce qui est possible.
Conclusion : Des chercheurs du MIT affirment qu’un ancien lac d’eau liquide sur Titan – la grande lune de Saturne – pourrait avoir existé pendant des dizaines de milliers d’années. Le cratère est une cible de la prochaine mission Dragonfly de la NASA.
Source : Modélisation de la formation du cratère d’impact de Selk sur Titan : implications pour Dragonfly
Par Inverse
