« Planétologie/Les satellites de Saturne » : différence entre les versions

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Étonnamment, sa masse est suffisante pour conserver une atmosphère et c'est d'ailleurs le seul satellite du système solaire à être dans ce cas. Et diverses observations ont montré qu'il existe des substances liquides à sa surface, comme sur Terre. La troposphère est le lieu d'une forte activité météorologique. Le méthane s'y condense en nuages à une altitude de 25-35 kilomètres, nuages qui génèrent des pluies de méthane et d'hydrocarbures. Ces pluies atteignent la surface de la planète et sont à l'origine de fleuves, de rivières, de lacs de grande taille. Titan abrite un cycle du méthane de la même manière qu'il y a un cycle de l'eau sur Terre.
 
On connait l'atmosphère de Titan par l'analyse du spectre de la lumière qu'il nous renvoie, ainsi que par les analyses des sondes qui se sont posées sur Titan. Les résultats ainsi obtenus nous disent que l'atmosphère de Titan est surtout composée d'azote et d'hydrocarbures (méthane, éthane, autres), ce qui la place dans la catégorie des atmosphères réductrices (voir le chapitre sur les atmosphères planétaires, pour rappel). L'azote est clairement le composant dominant, suivi par de faibles quantités de méthane, puis d'autres hydrocarbures (éthylène, acétylène, méthyl-acétylène, autres). Pour donner des chiffres, l'atmosphère de Titan est composée à 97% d'azote, à 2.7% de Méthane, à 0.1–0.2% d'hydrogène.

Les Parmesures contrede la sonde Cassini montrent que Titan reçoit un apport régulier en oxygène, plus précisément en ions oxygènes <chem>O+</chem>, qui provient probablement du satellite Encelade. L'oxygène ainsi apporté réagit avec le carbone pour donner du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone. Cependant, le dioxyde de carbone est rare dans l'atmosphère de Titan, de même que l'oxygène et le dioxyde de carbone, et leur concentration reste approximativement stable. La raison à cela est que les réactions chimiques entre oxygène, carbone et nitrates piègent carbone et oxygène dans du CO2. Le CO2 étant très lourd, il se condense dans des gouttelettes liquides, tombe au sol et s’intègre dans la glace. Le carbone et l'oxygène sont donc lessivé de l'atmosphère et piégés dans le sol. Voici les réactions chimiques qui mènent au piégeage du CO2 sur Titan :
 
# <chem>O + CH_3 -> H_2CO + H</chem>
# <chem>H_2CO + h\nu -> CO + H_2</chem> ou encore <chem>H_2CO + h\nu -> CO + 2H</chem>
# <chem>CO + OH -> CO_2 + H</chem>
 
 
Le méthane est responsable d'un effet de serre qui augmente quelque peu la température de surface de Titan. Grâce à l'effet de serre, la température de Titan est de 90,6 kelvins, soit −179,6 °C. La température est tellement faible qu'il n'y a pas d'eau dans l'atmosphère : toute la vapeur d'eau a gelé depuis longtemps et s'est retrouvé dans le sol et les profondeurs. Comme sur Terre, l'effet de serre est partiellement compensé par les brumes et les nuages, qui interceptent le rayonnement solaire avant qu'il n’atteigne le sol. Mais l'effet des nuages et des brumes sur la température est encore plus marqué sur Titan. Là où près de 60% du rayonnement solaire incident arrive au sol, seul 10% du rayonnement atteint le sol sur Titan. Les brumes rendent l'atmosphère très opaque, au point que l'on ne peut pas voir la surface du satellite en lumière visible. Fait étonnant, le coté jour est plus froid que le coté nuit du satellite, mais les astronomes ne savent pas encore bien pourquoi.