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Du cryovolcanisme sur Europe reconstitué sur Terre ?

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La mission Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) devrait s'élancer vers Europe en 2022. Elle ne l'atteindra en orbite autour de Jupiter qu'en 2030. En attendant ce jour, les données collectées par de précédentes missions sont toujours étudiées par les planétologues. Ils les ont utilisées pour reconstituer le cryomagma existant peut-être à l'intérieur de la banquise d'Europe, et qui expliquerait les terrains chaotiques de couleur rougeâtre à sa surface.

La sonde Galileo a permis d'étudier Jupiter et ses lunes de 1995 à 2003. Parmi les images qu'elle a récoltées, en voici une qui montre la banquise glacée d'Europe avec ses terrains chaotiques sur la gauche et ses réseaux de fractures. © Nasa

La découverte de panaches contenant de l'eau s'élevant de la banquise d'Europe, l'une des lunes de Jupiter, ne peut qu'augmenter la fascination qu'exerce ce satellite sur les exobiologistes. Les images de sa surface révélées par les missions Voyager et Galileo la montrent peu cratérisée, et tout laissent à penser qu'il existe sous la glace un vaste océan. Cette croûte glacée, les planétologues et les cosmochimistes voudraient bien en percer les secrets. C'est ce qu'ont tenté de faire des membres du Centro de Astrobiología en Espagne, et leurs résultats sont exposés dans un article de Geochimica et Cosmochimica Acta.

Ils ont pris pour base les données collectées par les missions spatiales et qui suggéraient que les régions rougeâtres associées aux terrains chaotiques et fracturés à la surface d'Europe contenaient des sels hydratés, principalement du sulfate de magnésium (MgSO4). Des composés volatils tels que le dioxyde de carbone (CO2), le dioxyde de soufre (SO2) et le peroxyde d'hydrogène (H2O2) avaient également été détectés.

Les couleurs de la surface d'Europe ont été artificiellement augmentées sur ces images prises par la sonde Galileo. Elles montrent les terrains chaotiques rougeâtres de la lune glacée de Jupiter. © Nasa

Un cryovolcanisme semblait donc à l'œuvre dans ces régions. Des fluides provenant de poches liquides dans la banquise d’Europe, une sorte de cryomagma aqueux, remontaient peut-être en surface pour constituer les terrains qui intriguaient les planétologues. Les géologues sur Terre savent reconstituer les conditions de pression et de température existant dans le manteau pour étudier la formation par fusion partielle de ces roches du liquide magmatique à l'origine des laves des volcans en surface. Des membres du Centro de Astrobiología ont donc entrepris de les imiter en simulant la formation du cryomagma sur Europe.

Cryomagma d’Europe qui cristallise en trois types de minéraux

Une solution aqueuse contenant du sulfate de magnésium et du dioxyde de carbone a donc été refroidie à -4 °C et soumise à des pressions pouvant atteindre 300 bars. Son comportement lorsqu'elle se retrouvait dans les conditions proches de celles de la surface d'Europe et finalement au contact du vide interplanétaire dans la banlieue de Jupiter a ensuite été étudié. Les chercheurs ont constaté qu'il se formait selon des histoires évolutives différentes trois types de minéraux : de la glace d'eau, des clathrates de dioxyde de carbone et des sulfates de magnésium très hydratés comme l'epsomite et la méridianiite.

Les processus de cristallisation libéraient de la chaleur latente et causaient des changements de volume des matériaux. Lorsque la quantité de clathrates formés était moindre que celle de sulfates hydratés, il se produisait une augmentation de volume. L'inverse était observé quand les sulfates ne se formaient pas en quantités dominantes ou étaient détruits en donnant des gaz. La cristallisation du cryomagma conduisait donc dans le premier cas à une dilatation et à la fracturation de la croûte, et dans le second cas à son effondrement. On pouvait donc bien expliquer l'existence des terrains chaotiques d'Europe par du cryovolcanisme.