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Explorer les tropiques de l’océan d’Europe ne serait pas une mince affaire. Les régions équatoriales de cette lune de Jupiter, qui abrite un immense océan d’eau liquide salée sous sa coquille glacée, sont probablement parsemées de lames de glace atteignant 15 mètres de haut, selon une nouvelle étude.

Explorer Europe sera difficile

Cette découverte devrait intéresser la NASA, qui développe une mission d’atterrissage qui recherchera des signes de vie sur le satellite de 1 900 km de large. « Il est clair que ce document suggère très fortement que les tropiques d’Europe vont être parsemés de montagne de glace, et il serait plus judicieux de planifier un atterrissage spécialement adapté », a déclaré l’auteur principal de cette étude, Dan Hobley, conférencier à la School of Earth. Ocean Sciences de l’Université de Cardiff au Pays de Galles.

Ici sur Terre, des conditions exceptionnellement froides et sèches, telles que celles rencontrées dans les Andes chiliennes, peuvent donner lieu à des rangées de tours de glace déchiquetées appelées « pénitentes » (en espagnol « penitent », ainsi nommées parce qu’elles ressemblent souvent à des personnes agenouillées en pénitence ).

La force motrice derrière la formation de pénitentes est la sublimation, la transition directe d’un matériau, de la forme solide à la forme gazeuse. Un manteau neigeux initialement lisse se sublime à des vitesses différentes selon les endroits, provoquant la formation de petits creux à certains endroits. La lumière du soleil rebondit dans ces fosses, stimulant la sublimation plus loin dans les profondeurs et créant finalement des champs de tours de glace ou pénitentes.

Des pénitentes sont présentes sur Terre 

Des pénitentes, sont présentes sur Terre dans certaines régions tropicales sèches et froides – notamment les Andes chiliennes, comme on peut le voir ici :

pénitences-sur-terreDes tours de glace dans les Andes chiliennes (crédit : ESO)

Il n’y a aucune raison de croire que ce processus est limité à notre planète. En effet, les scientifiques pensent que le « terrain en lame » repéré sur Pluton par le satellite New Horizons de la NASA est probablement constitué de pénitentes sculptées dans de la glace constituée de méthane.

Europe serait selon cette étude un endroit propice à la formation de pénitents; c’est un monde froid, sec et pratiquement sans air, entièrement recouvert de glace. Ainsi, Hobley et ses collègues ont calculé les taux de sublimation sur la surface de la lune de Jupiter, puis les ont comparés à ceux d’autres processus d’érosion. Ces processus comprennent les bombardements par des météorites et des particules chargées provenant des ceintures de radiations de Jupiter.

Les chercheurs ont constaté que la sublimation constituait le facteur dominant sur la région équatoriale d’Europe, les régions situées à moins de 23 degrés de l’équateur lunaire, et l’équipe d’étude a déterminé que la sublimation avait probablement creusé des pénitentes dans la glace.

Des pénitentes énormes

Ces pénitentes seraient également énormes: certains champs pourraient comporter des tours atteignant 15 mètres de haut, espacées de 7 mètres environ, ont découvert les scientifiques. Ici sur Terre, les hauteurs des pénitentes font généralement 1 à 5 mètres de haut.

La différence de taille « est fondamentalement un facteur de temps », a déclaré Hobley. « Les pénitentes d’Europe grandissent beaucoup plus lentement que celles sur notre planète. Mais sur Terre elles grandissent pendant une saison jusqu’à ce qu’ils fondent en été ou se couvrent de neige, mais sur Europe elles grandissent depuis environ 50 millions d’années ».

Les chercheurs ont également signalé l’existence d’un certain nombre de pénitences en envoyant des ondes radar par de grandes antennes basées sur la Terre, telles que le radiotélescope d’Arecibo sur l’île de Porto Rico, lesquelles ont montré des signes de rebondissement sur plusieurs surfaces d’Europe – des résultats que Hobley a qualifiés de « vraiment étrange ».

Europa Clipper nous permettra d’en apprendre plus sur cette lune

Nous pourrions en apprendre davantage sur les pénitences d’Europe prochainement. Si tout se passe comme prévu, au début ou au milieu des années 2020, la NASA envisage de lancer une mission de 2 milliards de dollars appelée Europa Clipper, qui orbitera autour de Jupiter, mais étudiera également de près Europe au-dessus de dizaines de survols.

Clipper évaluera l’habitabilité de l’océan d’Europe et recherchera également des sites d’atterrissage potentiellement plus adaptés aux robots explorateurs de la NASA, qui rechercheront des signes de vie qui ont fait surface à partir des profondeurs obscures de cette lune.

Les scientifiques pensent qu’il y a beaucoup d’interaction entre la surface et le sous-sol d’Europe. Par exemple, la croûte de la lune pourrait contenir des plaques de glace, dont certaines plongeraient sous d’autres, activités par la tectonique de la glace et de la croute d’Europe.

Ce nouvel article a été publié dans la revue Nature Geoscience.