La lune glacée de Jupiter pourrait être le prochain endroit où les humains trouveront la vie, mais ils doivent d'abord comprendre sa structure.
La physique planétaire peut souvent ressembler à une bataille de boules de neige. Lorsqu'on leur donne une boule de neige déjà formée, la plupart des gens peuvent s'appuyer sur leur expérience et sur la texture de la boule pour déterminer sa composition : si elle est faite de neige molle et compacte ou de neige dure et glacée.
En utilisant presque les mêmes principes, les planétologues ont pu étudier la structure de Europe, JupiterLa lune glacée.
Europe est une lune rocheuse, qui abrite des océans d'eau salée deux fois plus grands que ceux de la Terre, enfermés dans une coquille de glace. Les scientifiques pensent depuis longtemps qu'Europe pourrait être l'un des meilleurs endroits de notre système solaire pour rechercher une vie extra-terrestre. La probabilité et la nature de cette vie dépendent cependant fortement de l'épaisseur de sa coquille de glace, ce que les astronomes n'ont pas encore pu vérifier.
Découvertes récentes sur Europe
Une équipe d'experts en sciences planétaires, dont Brandon Johnson, professeur associé, et Shigeru Wakita, chercheur scientifique, au Département des sciences de la Terre, de l'atmosphère et des planètes du Collège des sciences de l'Université Purdue, ont annoncé dans un nouvel article publié dans Progrès scientifiques que la coquille de glace d'Europe a au moins 20 kilomètres d'épaisseur.
Pour parvenir à leur conclusion, les scientifiques ont étudié de grands cratères sur Europe, en exécutant divers modèles pour déterminer quelle combinaison de caractéristiques physiques aurait pu créer une telle structure de surface.
« C’est la première fois que des travaux sont menés sur ce grand cratère d’Europe », a déclaré Wakita. « Les estimations précédentes montraient une couche de glace très fine sur un océan épais. Mais nos recherches ont montré qu’il doit y avoir une couche épaisse – si épaisse que la convection dans la glace, qui a déjà fait l’objet de débats, est probable. »
À l'aide de données et d'images prises par la sonde spatiale Galileo, qui a étudié Europe en 1998, Johnson a analysé les cratères d'impact pour décoder les vérités sur la structure d'Europe. Expert en physique planétaire et en collisions colossales, Johnson a étudié presque tous les corps planétaires majeurs du système solaire. Les scientifiques débattent depuis longtemps de l'épaisseur de la couche de glace d'Europe ; personne n'est allé la mesurer directement, alors les scientifiques utilisent de manière créative les preuves à portée de main : les cratères sur la surface glacée d'Europe.
Vidéo de simulation d'impact. Crédit : Université Purdue
L'importance des cratères d'impact
« La formation de cratères d’impact est le processus de surface le plus répandu qui façonne les corps planétaires », a déclaré Johnson. « On trouve des cratères sur presque tous les corps solides que nous avons jamais observés. Ils sont un facteur majeur de changement dans les corps planétaires. Lorsqu’un cratère d’impact se forme, il sonde essentiellement la structure souterraine d’un corps planétaire. En comprenant les tailles et les formes des cratères sur Europe et en reproduisant leur formation à l’aide de simulations numériques, nous sommes en mesure de déduire des informations sur l’épaisseur de sa couche de glace. »
Europe est un monde gelé, mais la glace abrite un noyau rocheux. La surface glacée, cependant, n'est pas stagnante. La tectonique des plaques et les courants de convection dans les océans et la glace elle-même rafraîchissent la surface assez fréquemment. Cela signifie que la surface elle-même n'a que 50 à 100 millions d'années – ce qui semble vieux pour des organismes à courte durée de vie comme les humains, mais est jeune en termes de périodes géologiques.
Cette surface lisse et jeune signifie que les cratères sont clairement définis, plus faciles à analyser et peu profonds. Leurs impacts en disent plus aux scientifiques sur la coquille glacée de la lune et sur l'océan d'eau qui se trouve en dessous, plutôt que de transmettre beaucoup d'informations sur son cœur rocheux.
« Il est essentiel de comprendre l’épaisseur de la glace pour pouvoir formuler des théories sur la vie possible sur Europe », a déclaré Johnson. « L’épaisseur de la couche de glace détermine les processus qui s’y déroulent, ce qui est très important pour comprendre les échanges de matière entre la surface et l’océan. C’est ce qui nous aidera à comprendre comment tous les types de processus se déroulent sur Europe – et nous aidera à comprendre la possibilité de la vie. »
L'étude a été financée par le NASA Programme de travail sur les systèmes solaires.