Europe, l’une des lunes de Jupiter, possède de l’eau, du CO₂ et des possibilités intéressantes | Science

Les observations du télescope James Webb montrent la présence de CO₂ à la surface de la lune de Jupiter, Europe. Il est recouvert d’une épaisse couche de glace sous laquelle se trouverait peut-être un océan global.

Cette découverte ouvre un certain nombre de possibilités intéressantes. Le CO₂ peut provenir de l’extérieur, mais peut également s’infiltrer à travers le sous-sol (ou la sous-glace) lui-même. Une explication est que les océans d’Europe contiennent de grandes quantités de CO₂ dissous, tout comme les océans terrestres. Une autre explication plus intéressante est qu’il s’agit d’un sous-produit de la décomposition de composés organiques, bien sûr pas d’êtres vivants, mais uniquement de composés carbonés tels que les acides aminés ou d’autres composés similaires.

Les gisements sont concentrés dans une zone appelée Tara Regio et sont relativement nouveaux. Les conditions à la surface d’Europe rendent le CO₂ instable pendant une longue période. Les éruptions de geysers, comme celles d’Encelade, ne sont pas courantes sur Europe. C’est regrettable car une analyse spectrographique permettrait de déterminer la présence de sels dissous, comme le chlorure de sodium, dans nos mers.

Aujourd’hui, il est de notoriété publique qu’il existe au moins trois mondes dans le système solaire qui possèdent un océan global sous leur surface : les lunes Europe et Ganymède de Jupiter, et Encelade, la lune de Saturne. Les scientifiques soupçonnent que la même chose se produit sur deux autres planètes, bien que les preuves soient moins concluantes : Callisto sur Jupiter et Titan sur Saturne. Il existe également d’autres candidats possibles pour lesquels les données sont insuffisantes : Triton, qui tourne autour de Neptune glacial et plusieurs autres comme Dioné ; et les planètes naines Cérès et Pluton.

La possibilité d’un océan global sur Europe avait déjà été évoquée il y a plus de 25 ans, lorsque la sonde Galileo, en orbite autour de Jupiter, est passée à une courte distance de la Lune (environ 5 300 kilomètres) et a renvoyé des photos détaillées de sa surface glacée. . Certaines de ces images montrent ce qu’on appelait alors des « radeaux de glace ».

C’est le nom donné à des fragments de plusieurs kilomètres qui rappellent les icebergs tabulaires qui se forment au pôle Nord lors de la fonte printanière. Mais dans ce cas, la glace ne flotte pas librement, mais semble avoir recongelé dans des positions aléatoires : les rainures qui parcourent sa surface se sont brisées et déplacées comme un puzzle mal assemblé, et entre les plaques d’origine se trouvent des zones où la glace s’est formée. revenu. formé sans structure définie.

Cette image chaotique suggère que la couche de glace est relativement mince, peut-être seulement quelques kilomètres de diamètre. Certains estiment que la distance n’est que de quelques centaines de mètres. Sous la glace se trouve un océan profond dont la profondeur est estimée entre 80 et 150 kilomètres. Si cela se confirme, une petite zone d’Europe pourrait contenir deux à trois fois plus d’eau que l’ensemble des océans de la Terre.

L’existence d’un océan liquide implique également la présence d’une source de chaleur. Les satellites galiléens sont des mondes glacés avec des noyaux rocheux, et non des roches ignées. La seule possibilité est que la chaleur provienne d’une autre source, comme la pression gravitationnelle exercée par Jupiter sur eux.

En raison de l’influence des forces de marée, la majeure partie de la Lune fait toujours face à la planète dans la même position. Le visage présente également certains renflements précisément à cause de cette attirance. Io, Europe et Ganymède (par ordre de proximité avec Jupiter) partagent également le même phénomène de résonance orbitale. Pour chaque révolution accomplie par Ganymède, Europe fait deux révolutions et Io fait quatre révolutions. Cela les amène à s’aligner sur certaines fréquences et leur attraction gravitationnelle respective modifie la forme de leurs orbites, les rendant plus excentriques.

Le résultat est qu’à mesure qu’elle se déplace sur son orbite, l’attraction gravitationnelle de la planète combinée aux vitesses variables de la lune provoque de violentes déformations en son sein. On estime que la surface d’Io monte et descend comme un ascenseur jusqu’à une hauteur de 100 mètres à la fois. La friction des roches à l’intérieur peut augmenter la température centrale jusqu’à 2 000 degrés. Avec 150 cratères actifs à la fois, Io est l’objet le plus volcanique du système solaire. Et elle n’est qu’un peu plus grosse que notre lune.

Un effet similaire mais moins intense se produit sur Europe et contribue au maintien des fluides souterrains. En 2012, le télescope Hubble a identifié des émissions de vapeur d’eau provenant de son pôle sud, qui n’avaient jamais été détectées par la sonde Galileo, au cours de son orbite de huit ans autour de Jupiter.

Mais Galilée a contribué à la découverte de l’océan d’Europe avec un autre instrument : un magnétomètre. Conçu pour étudier le champ magnétique brutal de Jupiter, l’instrument a détecté de petites irrégularités lors de son passage près d’Europe. Il existe évidemment d’autres zones qui interfèrent avec la zone principale. Et cela ne peut être causé que par la présence de courants électriques à l’intérieur de la Lune.

L’eau pure n’est pas un milieu conducteur d’électricité, mais de l’eau qui contient des sels dissous. S’il y avait d’importants dépôts d’eau sous la glace d’Europe, le champ magnétique jovien lui-même provoquerait de faibles courants qui, à leur tour, seraient responsables des anomalies détectées par le magnétomètre.

La coquille glacée d’Europe « sépare » sa surface du reste de la roche de son étoile. Les fissures qu’on y voit pourraient être des traces de mouvements de marée (trois fois plus forts que sur Io) et la couleur du sol observée dans certains d’entre eux pourrait être liée à des dépôts de sel remontant de l’intérieur. La sonde Galileo a pris plusieurs spectres montrant la présence de sulfate de calcium et de magnésium.

Cependant, l’effet était très faible, bien inférieur à celui de la même sonde détectée sur Ganymède. C’est un monde bien plus grand, encore plus grand que la planète Mercure. En 2015, le télescope Hubble a détecté une présence surprenante d’aurores dans l’hémisphère sombre. Cela a permis une nouvelle analyse de son champ magnétique, qui suggère la présence d’un océan caché, comme sur Europe, et, très probablement, d’un noyau métallique constitué de fer et de nickel.

L’océan de Ganymède pourrait même être plus profond que celui d’Europe, jusqu’à 300 kilomètres, soit trois fois plus profond que la fosse des Mariannes. En bas, la pression est inimaginable. Si la concentration en sel est élevée, l’effet combiné des deux peut provoquer l’apparition de couches de glace très denses alternant avec de grandes quantités d’eau, comme s’il s’agissait d’un gros oignon.

La glace la plus dense est appelée glace VI, elle est si dense qu’elle ne peut même pas flotter sur l’eau. S’il se trouvait à la base de Ganymède, il pourrait atteindre la couche de glace entourant le noyau métallique. Au-dessus, à des niveaux de pression plus faibles, l’eau gèlera pour former une autre forme de glace, très dense en raison de la présence de sel. Lorsque les précipitations se produisent enfin, la glace fondue flottera comme s’il neigeait « vers le haut », un phénomène qui pourrait être unique dans le système solaire.

Si l’océan de Ganymède s’étendait jusqu’au manteau, les sels dissous seraient le seul type de nutriments censé étayer l’hypothèse d’une forme de vie. Mais c’est une ressource malheureusement insuffisante. Par conséquent, lorsque la mission de sonde JUICE en cours se terminera, elle sera transportée par avion vers Ganymède, où le risque de contamination biologique semble moindre (à moins que la mission ne renvoie des données qui obligent à changer de plan).

La situation est différente sur Europe. Les profondeurs océaniques d’Europe peuvent toucher le fond rocheux. C’est là que s’ouvrent des possibilités intéressantes. Par exemple, la présence de sources hydrothermales (similaires à celles que l’on trouve sur Terre) est capable de fournir des minéraux et de l’énergie pour créer tout un écosystème qui lui est propre, indépendant de la lumière du soleil, qui bien sûr n’atteindrait pas de telles profondeurs. La chaleur interne d’Europe, générée par la flexion des marées, serait suffisante pour alimenter les jets, et les courants océaniques distribueraient les nutriments sur le fond marin.

Il existe également des candidats plus exotiques. Titan est un monde glacé doté d’une atmosphère pauvre en oxygène et d’un climat à base d’hydrocarbures. Le petit Encelade est une option plus prometteuse, d’autant plus qu’il a été confirmé qu’il y a de l’eau salée sous ses couches glacées ; cette eau remonte souvent à la surface par une brèche qui longe son pôle sud. L’exobiologie, jusqu’ici restée hautement spéculative, passe au stade expérimental.

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