Saturn’s moon Encelade: de l’eau provenant de la surface plutôt que d’un océan souterrain ?
La lune glacée d’Encelade, dans le système solaire de Saturne, a depuis longtemps été considérée comme un potentiel foyer de vie. En 2005, la sonde Cassini de la NASA a découvert pour la première fois d’immenses panaches de vapeur d’eau jaillissant de la surface gelée de la lune et il a ensuite été théorisé que ces geysers proviennent d’un immense océan souterrain, potentiellement habitable. Les scientifiques pensaient que l’eau provenait de l’océan et s’échappait à travers des fissures dans la croûte glacée de la lune.
Des chercheurs du Dartmouth College se sont lancés dans la compréhension de la formation de ces geysers et se sont finalement demandés si les panaches observés proviennent réellement d’un océan caché sous la surface de la lune. L’équipe suggère plutôt que l’eau des geysers pourrait provenir de la fonte de la glace de surface de la lune saturnienne, remettant en question l’idée selon laquelle les éruptions sont directement liées à l’océan profond sous la surface et, en fin de compte, selon laquelle Encelade pourrait abriter la vie telle que nous la connaissons.
L’équipe soutient qu’il y a deux problèmes majeurs avec l’idée selon laquelle les panaches proviennent d’un océan souterrain. Tout d’abord, il serait très difficile qu’une fissure traverse toute l’épaisse couche de glace de la lune et, deuxièmement, même si une fissure atteignait l’océan, il est peu clair comment l’eau provenant des profondeurs remonterait. Une autre possibilité décrite par les chercheurs dans leur article est que le chauffage par cisaillement, c’est-à-dire la chaleur générée par le frottement de la glace contre elle-même, se produit le long des fractures de la glace salée de l’Encelade.
Nous posons en principe que le réservoir n’est pas nécessairement un océan souterrain, mais pourrait plutôt être une zone pâteuse à l’intérieur de la couche de glace, ont-ils écrit dans leur article. Une connexion entre la surface et un réservoir est toujours nécessaire, mais il n’est pas nécessaire que la fissure traverse toute la couche de glace.
Le sel présent dans la couche de glace de la lune abaisse le point de fusion de la glace, tout comme le sel utilisé sur les routes en hiver pour les empêcher de geler. Cet effet, combiné à la chaleur générée par le frottement le long des fissures, crée un mélange pâteux d’eau salée partiellement fondue. Selon les chercheurs, cela pourrait fournir une source quasi-liquide pour les panaches observés à l’aube du pôle sud d’Encelade.
Les doubles crêtes observées autour de la fissure du tigre pourraient également constituer une preuve supplémentaire du chauffage par cisaillement. Des études antérieures décrivent la formation de doubles crêtes sur des satellites glacés, en s’appuyant sur des preuves de la reformation de la neige de surface de la calotte glaciaire du Groenland, écrivent les auteurs de l’étude. Lorsque l’eau liquide gèle dans un réservoir quasi-superficiel, elle se dilate et fait monter les bords de la fissure verticalement. La zone pâteuse que nous proposons pourrait être une source d’eau quasi-superficielle et les doubles crêtes pourraient être la preuve d’éruptions épisodiques suivies de périodes de dormance avec recongélation.
L’équipe affirme également que le ratio de gaz identifiés dans les panaches par Cassini, en particulier l’hydrogène, pourrait s’expliquer suffisamment par la fusion partielle de clathrates – des structures cristallines formées dans la glace et la roche qui peuvent piéger des gaz. L’hydrogène moléculaire pourrait être piégé dans des clathrates avec la stabilisation du méthane et du dioxyde de carbone ou persister sous forme de bulles de gaz piégées dans la couche de glace, comme on le trouve dans les calottes glaciaires terrestres, ont déclaré les auteurs de l’étude.
En raison de la volatilité de l’hydrogène, la fusion partielle pourrait permettre à une partie de celui-ci de s’échapper tout en piégeant le dioxyde de carbone et le méthane, ce qui expliquerait le rapport d’hydrogène plus élevé observé dans les panaches. Lorsque la glace s’écoule, se reforme et subit des mouvements tectoniques, une nouvelle alimentation en glace salée et en clathrates est réalisée, maintenant ainsi la composition des panaches.
Avec une zone pâteuse comme source de matériau pour les panaches, le sel, les nanoparticules et les clathrates de gaz devraient être régénérés au fil du temps afin de maintenir les niveaux observés par Cassini. Bien que nous ne modélisons pas ici les processus de régénération, c’est un domaine de travail futur, ont conclu les scientifiques.
L’étude a été publiée le 5 février dans la revue Geophysical Research Letters.
