Les éruptions volcaniqueséruptions volcaniques sont devenues familières à une large partie de l'Humanité qui peut consulter de nombreuses vidéos à leur propos grâce à l'avènement du Web il y a presque 30 ans. Même le volcanisme exotique des natrocarbonatites de l'Ol Doinyo Lengaï commence à être connu de tous. Notre Planète bleue n'est pourtant pas la seule à posséder des volcansvolcans actifs. On soupçonne fortement leur existence à la surface de VénusVénus et on les observe sur celle de IoIo, la lune soufrée et infernale de JupiterJupiter.

Il s'agit toutefois d'un volcanismevolcanisme mettant en jeu à chaque fois des émissions de laveslaves se transformant en roches une fois refroidies. Et pourtant, depuis les observations en 1989 de la sonde Voyager 2 concernant Triton, une lune de Neptune, nous savons qu'il existe encore un autre type de volcanisme : le cryovolcanisme. Au lieu de lave, ces volcans éjectent des éléments volatils comme de l'eau, de l'ammoniac ou du méthane. Lorsque ces substances sont liquides, elles donnent alors avec ces volcans ce que l'on appelle un cryomagma mais elles peuvent aussi être sous forme de vapeur.

Nous possédons depuis d'autres observations concernant d'autres mondes dans le Système solaireSystème solaire où du cryovolcanisme semble à l'œuvre. L'un des plus célèbres de ces mondes est TitanTitan, une des lunes de SaturneSaturne. Sa surface a été étudiée avec l'aide du radar à synthèse d'ouverturesynthèse d'ouverture (RSO) équipant la sonde Cassini. Parmi les chercheurs ayant utilisé cet instrument, il y a eu notamment Rosaly Lopes, célèbre planétologue et volcanologuevolcanologue de la NasaNasa.

Avant de rejoindre la mission Cassini pour étudier la géologiegéologie et l'habitabilité potentielle de Titan, en tant que membre de la mission GalileoGalileo autour de Jupiter, Rosaly Lopes a été responsable des observations en infrarougeinfrarouge de sa lune volcanique, Io. De 1996 à 2001 elle y a ainsi découvert 71 volcans actifs, établissant un record pour un volcanologue. On lui doit également plusieurs livres sur les volcans, dont un préfacé par Arthur Clarke lui-même.

Des caldeiras cryovolcaniques sur Titan ?

Rosaly Lopes a un jour expliqué que : « Les cryovolcans sont parmi les manifestations les plus intrigantes du Système solaire. Pour les mettre en perspective - si le VésuveVésuve avait été un cryovolcan, sa lave aurait gelé les habitants de Pompéi. » Elle et ses collègues se sont intéressés à une région de Titan baptisée Sotra Patera (anciennement Sotra Facula), suggérant notamment qu'on y trouvait des structures pouvant s'interpréter comme la manifestation d'un cryovolcanisme, une caldeiracaldeira avec un édifice volcanique appelé le Doom Mons (traduisible en français par Mont Destin ou la  montagne du Destin, une référence à l'intrigue du livre Le Seigneur des anneaux). En 2013, avec Charles A. Wood, Jani Radebaugh et d’autres chercheurs, elle avait écrit un article à ce sujet en même temps qu'une autre équipe, comme Futura l'avait indiqué dans le précédent article ci-dessous.

Aujourd'hui Wood, en poste au Planetary Science Institute et Radebaugh, à la Brigham Young University, viennent de publier un travail dans Journal of Geophysical Research : Planets où ils annoncent que des structures au pôle Nord de Titan pourraient bien être également le produit d'un cryovolcanisme. Les données radar de Cassini y montrent en effet des caractéristiques morphologiques qui sur Terre sont celles des effondrementseffondrements imbriqués et des remparts surélevés propres à des cratères d'effondrement volcaniques.

Cette image compare des cratères imbriqués à effondrement multiple sur Titan (en haut à gauche), Mars (en haut à droite) et deux sur Terre (dessous).

Dans un communiqué du Planetary Science Institute, Charles A. Wood fait le commentaire suivant : « L'association étroite des cratères volcaniques proposés avec les lacs polaires est compatible avec une origine volcanique à travers des éruptions explosiveséruptions explosives suivies d'un effondrement, comme ceux à l'origine des maarsmaars ou des caldeiras. La fraîcheur apparente de certains cratères peut signifier que le volcanisme a été relativement récemment actif sur Titan ou même continue aujourd'hui. »

Futura a demandé l'avis de Rosaly Lopes au sujet de cette thèse et voici ce que la chercheuse nous a répondu : « C'est une idée intéressante, en fait, elle est l'objet de discussions depuis quelques années. Les arguments sont en grande partie morphologiques et je ne pense pas qu'ils soient aussi solidessolides que ceux qui indiquent que Sotra Patera et Doom Mons sont d'origine cryovolcanique (Wood et Radebaugh ont tous deux été coauteurs de l'article au sujet de Sotra). Je suis vraiment contente que Wood et Radebaugh aient publié cela, car c'est une indication supplémentaire que le cryovolcanisme s'est produit sur Titan. Cependant, ce n'est pas une preuve de cryovolcanisme, car d'autres explications sont possibles (c'est généralement le cas pour les études morphologiques). »

Il y aurait bien un cryovolcanisme actif sur Titan

Article de Laurent SaccoLaurent Sacco publié le 19/09/2013

Lors du European Planetary Science Congress (EPSC) de septembre 2013, la planétologue Anezina Solomonidou a présenté des résultats concernant des données enregistrées par les instruments de Cassini au fil du temps. Elles vont toujours dans le sens d'une interprétation de certaines structures à la surface de Titan comme les témoins d'un cryovolcanisme actif. Des volcans seraient probablement entrés en éruption ces dernières années.

On va bientôt fêter le centenaire de la naissance d'Haroun Tazieff, en 2014. Le célèbre volcanologue a été l'un des premiers à comprendre que les volcans n'étaient pas une maladie de peau de la Terre, mais bien une manifestation importante de la géodynamique de notre planète. La découverte de la tectonique des plaquestectonique des plaques, à laquelle il a contribué avec des missions dans la dépression de l'Afar, devait lui donner raison.

On sait maintenant que le volcanisme est très répandu dans le Système solaire. Sur Io bien sûr, mais aussi sur Mars et Vénus où l'on peut en trouver de nombreuses traces. Ce volcanisme ressemble à celui que l'on peut observer sur Terre. Mais il en existe un autre, particulièrement original, appelé cryovolcanisme.

Du cryomagma sur Encelade et Triton

Au lieu de laves silicatées, les volcans crachent des éléments volatils comme de l'eau, de l'ammoniac ou du méthane, sous forme généralement liquides On regroupe souvent ces éjectas sous le terme de cryomagma. Après éruption, ce cryomagma se condense sous forme solide, à cause des très basses températures des mondes glacés où on les observe, par exemple sur Triton et Encelade.

On pense depuis quelques années que Sotra Patera (en haut sur ces images), sur Titan, est un cryovolcan. Presque circulaire et mesurant environ 65 km de diamètre, il possède deux pics d'environ 1.000 et 1.500 m. Les planétologues le comparent parfois au volcan Kirishima au Japon (image du bas), crachant, lui, des laves silicatées. © Nasa, JPL-Caltech, USGS, University of Arizona

Cela fait des années que l'on pense observer des traces de cryovolcanisme sur Titan. L'une des régions où son existence semble très probable est Sotra Patera, anciennement appelée Sotra Facula. Sa topographie rappelle celle de l'Etna, mais aussi du volcan Kirishima au Japon.

S'il s'agit bien d'un cryovolcan, on ne connaît pas encore la nature du cryomagma qui y est associé. Plusieurs hypothèses ont été proposées, comme du polyéthylènepolyéthylène, des paraffines, voire de l'asphalte. Mais comme on s'interroge sur les sources du méthane dans l'atmosphèreatmosphère de Titan puisque celui-ci devrait être rapidement détruit, il pourrait tout aussi bien s'agir de cette moléculemolécule hydrocarbonée.

Des éruptions qui modifieraient l'albédo des cryovolcans sur Titan

Selon Anezina Solomonidou et ses collègues, le Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) de la sonde Cassini a fourni au cours des années des observations intéressantes concernant le cryovolcanisme sur Titan. Les chercheurs continuent d'étudier les données concernant l'albédoalbédo de régions comme Tui Regio, Hotei Regio et Sotra Patera.

En présentant ses derniers travaux, la planétologue a déclaré, lors du European Planetary Science Congress (EPSC) de septembre 2013 à Londres : « Nous sommes capables de pénétrer l'atmosphère de Titan avec VIMS pour voir des changements dans ses caractéristiques de surface. Fait intéressant, l'albédo de deux régions a changé avec le temps. Tui Regio s'est assombrie de 2005 à 2009, et Sotra Patera est devenue plus brillante entre 2005 et 2006 ». Pour la chercheuse, ces résultats ont des implications importantes en ce qui concerne le potentiel de Titan à soutenir de la vie, puisque les régions cryovolcaniques pourraient bien constituer des environnements qui lui soient favorables.

De fantastiques images d'éruptions cryovolcaniques, ou d'écosystèmesécosystèmes avec une vie étrange, pourraient bien un jour nous être fournies par de futures missions à la surface de Titan. On pense en particulier à celle utilisant une sorte de petit avion, Aviatr.

Sur cette image composite de photographies prises par la sonde Cassini lors du survol de Titan, on voit l'une des régions où la présence d'un cryovolcanisme est la plus probable. Il s'agit de Sotra Patera, anciennement appelée Sotra Facula. Elle est indiquée par la flèche blanche. © Nasa