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Dans les glaces d'Europe, il y a peut-être une tectonique des plaques

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La Terre semblait jusqu'à présent être la seule planète rocheuse où existe une tectonique des plaques. Mais dans une communication faite en décembre 2013 lors d'un colloque de l'American Geophysical Union, deux planétologues états-uniens ont annoncé qu'ils avaient découvert des traces possibles de subduction sur Europe, la lune glacée de Jupiter.

Sur cette image prise non loin de l'équateur d'Europe et montrant environ 135 kilomètres carrés de la lune glacée de Jupiter, une bande grise se détache clairement. Il s'agit de Phaidra Linea, et elle montre que la banquise d'Europe a été déchirée à cet endroit. On peut trouver des structures qui se correspondent de part et d'autre de la région occupée par de nouveau matériaux. L'ensemble fait irrésistiblement penser à l'expansion des fonds océaniques sur Terre. © Nasa, JPL

Voilà un siècle, le volcanisme était considéré comme un phénomène mineur sur Terre, mais on pensait qu'il en était tout autrement sur la Lune. On sait maintenant que les deux hypothèses étaient fausses. Les cratères lunaires sont essentiellement des cratères d'impact, et le volcanisme est une manifestation importante de la géodynamique de notre planète. Mieux : le volcanisme est maintenant considéré comme très répandu dans le Système solaire, ce qu'ont démontré les missions d'explorations de Mars, de Vénus et tout particulièrement de Io. Il existe même une nouvelle forme de volcanisme inconnue sur Terre : le cryovolcanisme.

Mais qu'en est-il de la tectonique des plaques ? Il n'y en a pas actuellement sur Vénus et Mars, mais certains suspectent que dans un passé lointain, elles en possédaient peut-être une. On pouvait aussi spéculer sur Europe et Ganymède, deux lunes de Jupiter. Les missions Voyager et Galileo ont permis des découvrir des banquises glacées sous lesquelles doivent se trouver des océans. Par endroit, la surface de ces croûtes de glace présente des zones de fractures occupées par un matériau qui semble frais. Ces zones font d'ailleurs penser à l'occurrence d'un processus de création de croûte et d'expansion similaire à celui se produisant au niveau des dorsales océaniques sur Terre.

Une vue d'artiste de la mission Juice en orbite autour de Ganymède. Au fond à gauche se trouvent Io, la volcanique avec son tore de soufre, et en bas, au premier plan, Europe. On attend beaucoup de cette mission, qui devrait nous aider à percer les secrets de Ganymède et d'Europe. Elle sera lancée en 2022. © Esa, M. Caroll

Tectonique des plaques et Système solaire

La surface d'Europe en particulier est peu cratérisée : la preuve en est que l'on a seulement nommé 41 cratères d'impact sur ce satellite de Jupiter. L'exploration de la Lune nous a permis d'établir un lien entre l'âge d'un terrain et son taux de cratérisation. Comme la fréquence des impacts a diminué depuis les premiers temps de la formation et de l'évolution du Système solaire, une surface peu cratérisée implique un âge jeune. Dans le cas d'Europe, on l'estime de 40 à 90 millions d'années.

Sur Terre, les roches les plus âgées constituant les plaques océaniques ne dépassent guère les 270 millions d'années. Mais à la différence d'Europe jusqu'à maintenant, les zones de création des fonds océaniques sur Terre sont aussi accompagnées de zones de destruction, où les plaques subductent dans le manteau de notre planète, ainsi que de zones où des montagnes se forment. On ne pouvait donc pas soutenir l'idée qu'une tectonique des plaques était active sur Europe.

Des indices de subductions sur Europe

Mais depuis quelque temps, deux planétologues états-uniens, Simon Kattenhorn et Louise Prockter, laissent entendre qu'ils ont commencé à trouver des traces de subduction sur la surface d'Europe. Ainsi, alors que de part et d'autre des zones de fractures associées à des expansions il est possible de trouver des structures qui se correspondent, même décalées, les scientifiques auraient trouvé des zones où des structures s'interrompent brusquement. Cela s'explique bien si l'on fait intervenir une destruction de terrain par subduction, compensant la création de terrain ailleurs sur Europe. Simon Kattenhorn et Louise Prockter ont récemment exposé un peu plus en détail leurs arguments dans une communication à l'occasion de la Lunar and Planetary Science Conference en mars aux États-Unis.

S'il y a effectivement une tectonique des plaques active sur Europe recyclant sa banquise, cela va intéresser les exobiologistes. En effet, la subduction de plaques doit faire pénétrer dans l'océan d'Europe des argiles et des composés prébiotiques apportés par des impacts de comètes et d'astéroïdes. En raison du bombardement des radiations à la surface de la lune glacée, des réactions chimiques exotiques ont pu conduire à la formation de molécules importantes pour l'apparition de la vie dans les eaux d'Europe.