C’est ainsi que la lune Mimas a obtenu son propre océan souterrain

Dans un article récemment publié dans ‘Lettres scientifiques planétaires“, les chercheurs suggèrent que l’océan intérieur de Mimas s’est formé à mesure que sa coquille de glace externe fondait, devenant de plus en plus mince à mesure que l’orbite de la petite lune autour de Saturne devenait moins “aplatie” (c’est-à-dire moins excentrique et plus circulaire) en raison de l’attraction gravitationnelle de la planète géante. .

Personne ne s’attendait à ce qu’une si petite lune soit capable d’héberger un océan sous sa surface. Sa simple présence a donc déjà redéfini l’idée que les scientifiques se faisaient de ce que devraient être les soi-disant « mondes océaniques ». Quelque chose qui affectera notre façon de rechercher l’eau et la vie à l’intérieur et à l’extérieur du système solaire.

Un océan de 45 km de profondeur

“Dans nos travaux précédents”, explique Matthew E. Walker, du Planetary Science Institute de Tucson, en Arizona, et co-auteur de l’étude, “nous avons découvert que pour que Mimas soit aujourd’hui un monde océanique, il devait avoir une une calotte glaciaire plus épaisse dans le passé.” passé. Mais comme l’excentricité de Mimas aurait été encore plus grande dans le passé qu’elle ne l’est aujourd’hui, la voie à suivre pour passer d’une glace épaisse à une glace plus mince était moins claire. Dans ce travail, nous montrons qu’il existe une tendance à l’amincissement actuel de la calotte glaciaire, même si l’excentricité diminue en raison du réchauffement des marées. Or, d’un point de vue géologique, l’océan doit être très jeune.

Mimas, également connue sous le nom d’« étoile de la mort » en raison du cratère Herschel, qui lui donne une apparence similaire à celle de l’énorme station spatiale de la saga « Star Wars », a acquis son énorme cicatrice (140 km de diamètre et avec un sommet 6 km de haut au centre) en raison de l’impact avec un objet situé à environ 5 km il y a environ 4,1 milliards d’années.

Les calculs indiquent que l’océan souterrain se trouve entre 20 et 30 km sous sa surface glacée et qu’il a une profondeur comprise entre 40 et 45 km, ce qui signifie qu’il occupe près de la moitié du volume total de Mimas.

Les « marées chaudes »

Selon les chercheurs, l’océan inattendu Mimas a été créé à la suite d’un processus connu sous le nom de « réchauffement des marées », le même processus qui maintient d’énormes océans d’eau liquide sous la surface d’autres plus grandes lunes de Saturne et de Jupiter, et qui se produit lorsqu’un un corps (comme une lune) est déformé et « étiré » en raison des variations des forces gravitationnelles qu’il subit le long d’une orbite « excentrique », c’est-à-dire elliptique ou ovale.

«L’excentricité – dit Walker – est à l’origine du réchauffement des marées. Et à l’heure actuelle, sur Mimas, ce réchauffement est très élevé par rapport à d’autres lunes océaniques actives, comme la voisine Encelade. “Nous pensons que le réchauffement des marées est la source de chaleur responsable de l’amincissement actuel de la calotte glaciaire.”

Le scientifique ajoute que le problème est que le réchauffement des marées n’est pas une énergie « gratuite », ce qui signifie que lorsque la couche glacée de Mimas fond, le réchauffement des marées extrait l’énergie nécessaire de l’orbite de la Lune autour de Saturne. Et cela, selon Walker, réduira encore plus l’excentricité orbitale jusqu’à ce qu’à la fin, l’orbite de Mimas soit complètement circulaire et que tout le processus s’arrête pour toujours.

Excentricité orbitale

L’excentricité orbitale est mesurée en valeurs allant de 0 à 1, où 0 représente un cercle parfait et 1 représente une parabole. Toute valeur intermédiaire est une ellipse. L’équipe estime que la fonte des glaces a dû commencer lorsque l’excentricité orbitale de Mimas était deux à trois fois supérieure à sa valeur actuelle. Ce qui représente les 10 derniers millions d’années de l’histoire de la petite lune et témoigne d’une évolution cohérente avec la géologie que nous observons aujourd’hui.

«En général – continue Walker – quand nous pensons aux mondes océaniques, nous ne voyons pas beaucoup de cratères, parce que l’environnement les renouvelle et finit par les effacer, comme cela arrive en Europe ou au pôle sud d’Encelade. “Par conséquent, la forme, le pic central et l’intérieur intact du cratère Herschel exigent que la coquille de glace ait été beaucoup plus épaisse dans le passé, lorsque Herschel s’est formé.”

Selon l’étude, en effet, pour que le cratère soit tel que nous le voyons aujourd’hui, la couche de glace qui recouvre la lune de Saturne devait avoir une épaisseur d’au moins 55 km lorsqu’elle a été heurtée par le corps qui a créé le cratère. Il y a 4,1 milliards d’années.

“Les cratères – explique Walker – peuvent fournir des indices sur la présence d’un océan (…).” En résumé, les données indiquent que l’océan souterrain de Mimas est encore très jeune et qu’il n’aurait pas pu commencer à se former il y a plus de 25 millions d’années.

«En d’autres termes – conclut le scientifique – nous pensons que Mimas était complètement gelée jusqu’à il y a 10 à 25 millions d’années, date à laquelle sa calotte glaciaire a commencé à fondre. Ce qui a changé pour déclencher cette ère de fonte fait toujours l’objet d’enquêtes. “Nous verrons peut-être Mimas à un moment particulièrement intéressant de son histoire.”