Les scientifiques pensent avoir percé le mystère de l’étrange calotte glaciaire en rotation d’Europe : ScienceAlert

Europe est l’objet le plus mou et le plus solide de notre système solaire, grâce à son enveloppe épaisse et glacée. Pourtant, sous son extérieur lisse, la quatrième plus grande lune de Jupiter semble détenir des secrets, à savoir un océan profond et salé avec un potentiel intrigant pour la vie extraterrestre.

Cet océan fait d’Europa une cible de choix pour les études scientifiques, y compris deux missions en orbite distinctes qui devraient être lancées vers Jupiter dans les deux prochaines années.

Et même s’il faudra plusieurs années pour que l’une ou l’autre sonde arrive, les scientifiques font déjà la lumière sur Europe par d’autres moyens, en tirant des enseignements des observations au télescope, des survols de sondes précédentes, des expériences en laboratoire et des simulations informatiques.

dans une nouvelle étudedes chercheurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) du California Institute of Technology aux États-Unis et de l’Université d’Hokkaido au Japon ont utilisé des superordinateurs de la NASA pour examiner une bizarrerie moins connue en Europe : pourquoi la croûte de glace tourne-t-elle plus vite à l’intérieur ?

Selon leurs recherches, la rotation asynchrone de la surface pourrait être causée par les courants océaniques poussant par le bas. Il s’agit d’une découverte majeure, explique Hamish Hay, auteur principal et chercheur au JPL, actuellement à l’Université d’Oxford. C’est une révélation qui pourrait fournir de nouveaux indices sur ce qui se passe en dessous.

« Avant cela, on savait grâce à des expériences en laboratoire et à la modélisation que le chauffage et le refroidissement de l’océan d’Europe pouvaient entraîner les courants », a déclaré Hay. Il dit. « Maintenant, nos résultats mettent en évidence un couplage entre l’océan et la circulation de la croûte de glace auquel on n’avait pas pensé auparavant. »

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Terrain glacé et rocheux devant une vue de Jupiter et du Soleil.
Illustration de la surface gelée d’Europe, avec Jupiter qui se profile dans le ciel. (John S Howard/NASA)

La coquille de glace flotte sur l’océan d’Europe, elle peut donc tourner indépendamment du reste de l’océan la lune, y compris l’océan, l’intérieur rocheux et le noyau métallique. Les scientifiques s’en doutaient depuis longtemps, mais les forces motrices de la rotation du projectile sont restées un mystère.

Europe est soumise à la courbure des marées par Jupiter, qui la déforme la lune par sa forte attractivité. Ce bras de fer massif provoque des fissures dans la croûte de glace d’Europe et est susceptible de générer une partie de la chaleur du manteau et du noyau.

Combinée à l’énergie thermique libérée par la désintégration radioactive, on pense que cette chaleur de l’intérieur d’Europe s’élève à travers l’océan vers la surface gelée comme une marmite chauffant de l’eau sur un poêle.

Combiné à la circulation d’Europe et à d’autres facteurs, ce gradient vertical de température devrait alimenter des courants océaniques assez forts.

L’étude estime que ces courants pourraient être suffisamment forts pour déplacer la cryosphère mondiale. Personne ne sait exactement quelle est l’épaisseur de la croûte, mais les estimations vont d’env. 15 à 25 kilomètres (15 milles).

Alors que les scientifiques savaient que la cryosphère d’Europe tournait probablement d’elle-même, ils se sont concentrés sur l’influence de la gravité de Jupiter comme force motrice.

« Pour moi, il était totalement inattendu que ce qui se passe dans la circulation océanique puisse être suffisant pour influencer la croûte de glace. C’était une grande surprise », a-t-elle déclaré. Il dit Co-auteur de l’étude et scientifique du projet Europa Clipper, Robert Pappalardo du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

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« Et l’idée que les fissures et les crêtes que nous voyons à la surface d’Europe pourraient être liées au cycle océanique en dessous – les géologues ne pensent généralement pas, ‘Peut-être que c’est l’océan qui le fait' » Ajouter.

Les chercheurs ont utilisé des superordinateurs de la NASA pour construire des simulations complexes de l’océan d’Europe, empruntant des techniques qui ont été utilisées pour modéliser les océans sur Terre.

Ces modèles leur permettent de se plonger dans les détails de la circulation de l’eau d’Europe, y compris la façon dont ces modèles sont affectés par le réchauffement et le refroidissement des océans.

L’objectif principal de l’étude était la traînée, ou la force horizontale de l’océan qui pousse la glace au-dessus de lui. En analysant la traînée dans leurs simulations, les chercheurs ont découvert que certains des courants les plus rapides pouvaient produire suffisamment de traînée pour accélérer ou ralentir la rotation de la calotte glaciaire d’Europe.

Si cet effet dépend de la vitesse des courants, les chercheurs notent que l’échauffement interne d’Europe peut varier dans le temps. Cela peut entraîner une différence similaire dans la vitesse des courants océaniques, ce qui entraîne à son tour une rotation plus rapide ou plus lente de la croûte de glace.

En plus de nous aider à comprendre Europa, cette recherche peut également s’appliquer à d’autres mondes océaniques, notent les chercheurs, où les caractéristiques de surface pourraient offrir des indices sur les eaux cachées en dessous.

« Maintenant que nous connaissons le couplage possible des océans intérieurs avec les surfaces de ces corps, nous pouvons en apprendre davantage sur leur histoire géologique ainsi que sur celle de l’Europe », a déclaré Hay. Il dit.

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Agence spatiale européenne Explorateur de satellites Jupiter Ise JUICE devrait être lancé en avril 2023, pour commencer son voyage pour étudier les trois grandes lunes océaniques de Jupiter : Ganymède, Callisto et Europe.

Fin 2024, la NASA prévoit de lancer une fusée Clipper Europe orbiter, qui effectuera environ 50 survols rapprochés pour étudier l’habitabilité de la lune. Selon les auteurs de la nouvelle étude, il pourrait être en mesure de mesurer avec précision la vitesse de rotation de la calotte glaciaire d’Europe.

L’étude a été publiée dans Planètes JGR.

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