Pourquoi Encelade ne gèle-t-il pas déjà?

Les astronomes ont créé un modèle pour Encelade, la lune de Saturne, qui pourrait expliquer pourquoi son océan souterrain n'a pas encore gelé.

Par Jake Parks  | Publication: mardi 7 novembre 2017

Cette coupe transversale de la lune glaciale d'Encelade de Saturne montre comment elle peut être chauffée de l'intérieur vers l'extérieur. Alors que l'eau fraîche s'infiltre dans son noyau rocheux poreux, l'eau est réchauffée par la chaleur générée par les forces de marée (causées par l'attraction gravitationnelle de Saturne sur Encelade). Cette eau désormais chaude se fraye ensuite un chemin à travers les évents hydrothermaux du fond marin, fondant finalement certaines zones de la coquille glacée extérieure de l'océan. À son tour, cela forme des fissures dans la coquille, à partir desquelles des jets de vapeur d'eau et des particules du fond marin sont éjectés dans l'espace.

NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / LPG-CNRS / U. Nantes / U. Angers / ESA

Au cours de son voyage autour de la planète annelée de 2004 à 2017, le vaisseau spatial Cassini a observé une quantité surprenante d'activité géologique sur la sixième plus grande lune de Saturne, Encelade. Cassini a constaté que le monde glacial a non seulement un vaste océan mondial caché sous sa coquille épaisse et glacée, mais aussi des dizaines de geysers qui éclatent régulièrement des fissures à sa surface, projetant des panaches de vapeur d'eau chargée de minéraux dans l'espace à des vitesses supérieures à 800. miles par heure.

Cependant, la force motrice derrière cette activité géologique est depuis longtemps un mystère. Bien qu'étant à peu près aussi large que l'Arizona, Encelade est l'un des objets les plus brillants de notre système solaire. Étant donné que sa surface recouverte de glace reflète près de 100 pour cent de la lumière solaire entrante, la surface d'Encelade est également extrêmement froide, oscillant autour de 330 degrés Fahrenheit en dessous de zéro (-201 Celsius). Compte tenu de sa petite taille, de sa croûte glacée et de ses températures glaciales, on pourrait s'attendre à ce qu'Encelade se soit refroidi rapidement après sa formation, gelant depuis longtemps. Mais ce n'est apparemment pas le cas.

Comment Encelade est-il toujours aussi géologiquement actif lorsque son voisin de taille similaire, Mimas, semble complètement gelé et mort? L'océan sous la croûte glacée d'Encelade ne devrait-il pas avoir gelé il y a des milliards d'années? Ces questions, qui ont intrigué les astronomes et les géologues planétaires au cours de la dernière décennie, ont peut-être finalement trouvé une réponse dans un article publié hier dans Nature Astronomy.

Dans l'étude, les chercheurs ont présenté le premier modèle informatique d'Encelade qui non seulement reproduit toutes les caractéristiques fondamentales de la lune vues par Cassini, mais démontre également un mécanisme de chauffage efficace grâce auquel Encelade pourrait maintenir son océan liquide souterrain pendant des milliards d'années.

On peut voir des panaches de glace d'eau pulvériser des cravasses près du pôle sud de la lune de Saturne Encelade. Plus de 30 jets de différentes tailles ont été capturés dans cette image prise alors que le vaisseau spatial Cassini volait à travers les jets le 21 novembre 2009.

NASA / JPL / Space Science Institute

"Où Enceladus obtient le pouvoir soutenu de rester actif a toujours été un peu un mystère", explique l'auteur principal Gaël Choblet de l'Université de Nantes en France dans un communiqué de presse , "mais nous avons maintenant examiné plus en détail comment la structure et la composition du noyau rocheux de la lune pourrait jouer un rôle clé dans la génération de l'énergie nécessaire. »

Pendant des années, les chercheurs ont suggéré que les forces de marée - poussées et tractions gravitationnelles - agissant sur les surfaces des lunes couvertes de glace pourraient générer suffisamment de chaleur pour maintenir la subsurface. océans; Cependant, des recherches antérieures ont montré que si seule la croûte glacée d'Encelade fléchissait en raison de son bras de fer de marée avec Saturne et ses autres lunes, alors il n'y aurait que suffisamment de chaleur générée pour maintenir son océan pendant environ 30 millions d'années.

Les informations clés des chercheurs sont arrivées lorsqu'elles ont cessé de supposer qu'Encelade avait un noyau rocheux solide et ont plutôt envisagé la possibilité d'un noyau poreux contenant 20 à 30 pour cent d'espace vide. Quand ils ont fait cela, leur modèle a montré qu'Encelade en orbite autour de sa planète mère, les forces de marée de Saturne fléchissent facilement le noyau poreux d'Encelade, provoquant le broyage des roches ensemble, générant d'énormes quantités de chaleur par friction.

Comme cette chaleur est générée au cœur d'Encelade, elle reste quelque peu isolée et a tendance à s'accumuler avec le temps. Et, parce que le noyau poreux de la lune est semi-perméable, l'eau ruisselle également de l'océan dans la roche en dessous. Ici, l'énergie du noyau chaud et rocheux est transférée à l'eau, la chauffant à au moins 194 degrés Fahrenheit (90 degrés Celsius).

Cela fait que l'eau monte bien vers l'extérieur et vers l'extérieur, ce qui crée des points chauds sur le fond océanique d'Encelade. La simulation des chercheurs a montré que l'un de ces points chauds du fond marin était capable de libérer environ cinq gigawatts d'énergie. À titre de comparaison, le barrage Hoover est capable de produire un peu plus de deux gigawatts.

En outre, le modèle a montré que ce chauffe-eau mondial devrait être le plus fort près des pôles de la lune, où l'eau chaude et riche en minéraux monte du fond marin à la coque extérieure glacée. Au fil du temps, ce mécanisme de chauffage souterrain a aminci la croûte gelée d'Encelade à seulement quelques kilomètres d'épaisseur au pôle sud - où se trouvent les geysers de la lune. Pendant ce temps, le reste de l'enveloppe extérieure d'Encelade reste d'environ 12 à 16 miles d'épaisseur (20 à 25 km).

Bien que l'hémisphère nord d'Encelade soit marqué de cratères d'impact, l'hémisphère sud (en particulier près du pôle) est presque entièrement exempt de cratères. Au lieu de cela, cette région est tapissée d'innombrables rochers de glace de la taille d'une maison, ainsi que de longues crevasses sinueuses appelées «bandes de tigre». À partir de ces bandes relativement chaudes, des fissures se forment et disparaissent, créant d'énormes geysers de vapeur d'eau alimentés par une profonde, océan souterrain.

NASA / JPL-Caltech / SSI / ESA

«Nos simulations peuvent expliquer simultanément l'existence d'un océan à l'échelle mondiale en raison du transport de chaleur à grande échelle entre l'intérieur profond et la coquille de glace, et la concentration d'activité dans une région relativement étroite autour du pôle sud, expliquant ainsi le principal caractéristiques observées par Cassini », a déclaré le co-auteur Gabriel Tobie, également de l'Université de Nantes.

Compte tenu de l'endroit où la vie sur Terre se serait formée, l'une des questions évidentes qui accompagne cette étude est la suivante: la vie pourrait-elle exister près des évents hydrothermaux chauds et riches en minéraux d'Encelade? Et si oui, comment étudions-nous ces sites? Selon Nicolas Altobelli, scientifique du projet Cassini de l'ESA, «de futures missions capables d'analyser les molécules organiques dans le panache d'Encelade avec une précision plus élevée que Cassini seraient en mesure de nous dire si des conditions hydrothermales soutenues auraient pu permettre à la vie d'émerger.»

Et comme par chance l'aurait, il y a quelques jours, la NASA a annoncé ils ont l'intention de construire le Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI), un instrument qui «étudiera la composition des geysers crachant de la vapeur d'eau et des particules de glace du pôle sud de la petite lune de Saturne, Enceladus». En mesurant les traces de produits chimiques dans l'eau. panaches, les scientifiques pensent qu'ils peuvent déterminer la composition de l'océan souterrain d'Encelade, mettant en lumière le potentiel de la petite lune froide à accueillir la vie extraterrestre.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2017/11/enceladus?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0OfKuFiyLGWw0pvevdpn4Ojrj6rsodAovTdh42TkHHgdcEBN5WAigolbk