Les lacs et les mers de Titan

Mis à jour le 19 octobre 2026 · 6 min de lecture

Titan, la plus grande lune de Saturne, est le seul monde connu en dehors de la Terre à posséder des étendues liquides stables à sa surface. Ses lacs et ses mers ne sont pas faits d'eau mais d'hydrocarbures liquides, surtout du méthane et de l'éthane, à environ -179 °C. Les trois plus grands, Kraken Mare, Ligeia Mare et Punga Mare, se trouvent près du pôle Nord et s'inscrivent dans un véritable cycle du méthane, avec nuages, pluie, rivières et évaporation : l'équivalent exotique du cycle de l'eau terrestre.

La découverte des lacs

Avant Cassini, les scientifiques soupçonnaient déjà la présence d'hydrocarbures liquides à la surface de Titan : le méthane de son atmosphère est détruit par la lumière solaire et doit donc être renouvelé. Cassini, arrivée en 2004, et la sonde Huygens, posée en janvier 2005, ont écarté cette hypothèse mais découvert des chenaux creusés par un liquide.

Le tournant survint en juillet 2006 : le radar de Cassini, en scrutant les hautes latitudes nord, révéla des dizaines de taches très sombres et lisses, comme des surfaces liquides qui ne renvoient presque aucun écho vers la sonde. Les années suivantes, radar et observations infrarouges cartographièrent des centaines de lacs et trois grandes mers. En juillet 2009, le spectromètre infrarouge de Cassini capta un reflet spéculaire du Soleil sur Jingpo Lacus, preuve directe de la nature liquide de la surface.

Les grandes mers du Nord

Les grandes étendues liquides de Titan sont appelées maria (mers) et portent des noms de monstres et de créatures marines des mythologies ; les plus petites sont des lacus (lacs), baptisés d'après des lacs terrestres.

Kraken Mare

Kraken Mare est une étendue complexe, faite de plusieurs bassins reliés par des détroits. Le radar de Cassini y a mesuré environ 85 m de profondeur dans un estuaire nommé Moray Sinus, mais en pleine mer le signal n'atteignait pas le fond, ce qui implique des profondeurs supérieures à une centaine de mètres.

Ligeia Mare

Ligeia Mare est la mieux étudiée. En 2013, Cassini a utilisé son radar comme altimètre au-dessus de la mer, détectant à la fois la surface et le fond. Résultat : une profondeur maximale d'environ 160 m et un liquide si transparent aux ondes radar qu'il doit être dominé par le méthane, avec moins d'éthane et de l'azote dissous. Des rivières comme Vid Flumina s'y jettent par des canyons profonds de plusieurs centaines de mètres, eux-mêmes remplis de liquide.

Un cycle du méthane comparable au cycle de l'eau

L'atmosphère de Titan est composée à environ 95 % d'azote et contient près de la surface quelque 5 % de méthane. Aux températures de Titan, le méthane joue le rôle de l'eau sur Terre : il peut exister à l'état gazeux, liquide et, près de son point de congélation, peut-être solide. Des nuages de méthane se forment et donnent de la pluie ; le liquide ruisselle en rivières, s'accumule dans les lacs et s'évapore. Huygens s'est posée sur un sol humide parsemé de galets arrondis, et en 2010 Cassini a vu de vastes régions proches de l'équateur s'assombrir après un orage, signe d'un sol mouillé par la pluie.

Ce cycle n'est pas fermé. Dans la haute atmosphère, le rayonnement ultraviolet du Soleil brise le méthane et produit de l'éthane, du propane, de l'acétylène et la brume orangée qui masque la surface. Sans apport nouveau, le méthane atmosphérique serait épuisé en quelques dizaines de millions d'années. Sa présence persistante suggère qu'il s'échappe de l'intérieur de Titan, peut-être par dégazage ou cryovolcanisme, une question encore débattue.

Pourquoi les lacs sont au nord

Presque tout le liquide de Titan se trouve au nord. Une explication avancée en 2009 fait intervenir l'orbite excentrique de Saturne : l'été austral de Titan coïncide avec le passage de Saturne près du périhélie, ce qui le rend plus court et plus intense que l'été boréal. Sur des dizaines de milliers d'années, cette asymétrie favoriserait l'évaporation au sud et le transport du méthane vers le nord. Les saisons de Saturne rythment la météo de Titan.

Îles magiques et mers d'huile

En juillet 2013, le radar de Cassini repéra dans Ligeia Mare une tache brillante jamais vue auparavant, absente des images suivantes. Les chercheurs la surnommèrent « île magique ». D'autres phénomènes transitoires du même genre furent ensuite observés ailleurs dans Ligeia et dans Kraken Mare. Leur nature reste inconnue, mais les principales pistes sont des zones de vagues, des bulles d'azote remontant à la surface et des solides flottants ou en suspension. Des expériences de laboratoire montrent que l'azote dissous dans un mélange froid de méthane et d'éthane peut s'échapper en bulles, ce qui étaye cette hypothèse.

Pour le reste, les mers de Titan sont d'un calme remarquable. Les données radar et infrarouges indiquent que leur surface est le plus souvent presque lisse comme un miroir, avec de possibles vagues centimétriques détectées en de rares occasions.

Explorer les mers

Une sonde amerrisseuse, Titan Mare Explorer (TiME), a été proposée à la NASA en 2011 pour se poser sur Ligeia Mare, mais elle n'a pas été retenue. La prochaine mission vers Titan, le giravion Dragonfly de la NASA, visera les dunes équatoriales et le cratère d'impact Selk plutôt que les mers polaires, avec un lancement prévu en juillet 2028 et une arrivée en 2034. Les lacs restent une cible de choix pour l'avenir, notamment pour la recherche de la vie : ce sont des milieux liquides riches en molécules organiques, quoique extrêmement froids et dépourvus d'eau liquide. Pour un portrait plus large, voir Titan et la mission Cassini.

Sources

• NASA Science : Titan
• ESA : sciences spatiales
• Stofan, E. R. et al., « The lakes of Titan », Nature 445 (2007)
• Mastrogiuseppe, M. et al., « The bathymetry of a Titan sea », Geophysical Research Letters 41 (2014)
• Hofgartner, J. D. et al., « Transient features in a Titan sea », Nature Geoscience 7 (2014)