Les sables électrostatiques de Titan

Les particules à la surface de cette lune de Saturne sont électriquement chargées ce qui modifie leur capacité à se déplacer sous les vents.

« Si vous construisez un château de sable sur Titan, il a des chances de rester intact pendant des semaines à cause des propriétés électrostatiques des grains de sable » révèle Josef Dufek, de l’Institut de technologie de Georgie. Bien sûr, personne n’envisage encore d’aller séjourner sur cette grosse lune de Saturne pour y faire des jeux de plage mais si le sable de Titan est effectivement électriquement chargé cela sera à prendre en compte dans l’hypothèse de l’envoi d’une mission robotisée vers cette destination : « Tout vaisseau spatial qui atterrira dans les zones sablonneuses de Titan aura du mal à rester propre » explique le chercheur. Il signe, avec d’autres membres de son université, dans la revue Nature Geoscience un article sur les étonnantes propriétés des sables de Titan.

Pour simuler le comportement des sables, les scientifiques de Georgia Tech ont disposé des grains de naphtalène et de biphényle (des particules composées de carbone et d’hydrogène dont la présence sur la surface de Titan est présumée) dans un tambour sous pression mimant les conditions atmosphériques de Titan (98% d’azote et pression plus forte) et l’ont agité pendant 20 minutes. A la sortie, les particules étaient effectivement électriquement chargées et 2 à 5 % d’entres elles sont restées à l’intérieur du tambour agglutinées et collées aux parois.

« Lorsque nous avons fait la même expérience avec des cendres volcaniques et du sable et en reproduisant les conditions terrestres tout est ressorti, rien n’a collé » raconte Josh Méndez Harper autre co-auteur de l’article. Le sable terrestre se charge aussi quand il est agité mais « les charges sont plus petites et se dissipent rapidement. C’est pourquoi vous avez besoin d’eau pour faire un château de sable sur Terre » explique le chercheur.

Titan

Titan photographiée par la sonde Cassini (Source : NASA)

Sur Titan, ce sont les vents qui soulèvent les particules, les agitent et les font s’entrechoquer. « C’est pour cela qu’elles se chargent électriquement et ces matériaux granulaires peuvent conserver leurs charges électrostatiques pendant des semaines voire des mois dans ces conditions de faible gravité » souligne George McDonald, étudiant à l’Ecole des sciences de la Terre et de l’atmosphère. Cette particularité, sans doute unique dans le système solaire, pourrait expliquer la drôle de position des dunes sur Titan.

Alors que les vents y soufflent d’est en ouest, ces monticules de sables qui peuvent atteindre 100 mètres de hauteur semblent se former dans la direction opposée. « Les forces électrostatiques rendent les grains collants et très cohérents si bien que seuls des vents très forts peuvent les déplacer. Et sur Titan, les vents dominants ne sont tout simplement pas assez puissants » explique Josh Méndez Harper.

Titan est un monde qui ressemble étrangement à la Terre avec des collines, des lacs et des rivières…d’hydrocarbures. Mais au-delà de cette apparence extérieure, les reliefs de surface y sont façonnés « par des forces qui ne sont pas intuitives pour nous parce que ces forces ne sont pas tellement importantes sur Terre. Titan est un monde étrange, électrostatiquement collant » conclut Josef Dufek.

Source : Sciences & Avenir

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des sciences, l’exposition « Initiation à l’astronomie« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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