Un reflet d’Europe, satellite de Jupiter, dans le miroir de l’Arctique canadien

Publié le 16.06.2010

La surface glacée d’Europe est parsemée de fractures et de fissures sur les flancs desquelles sont concentrés des matériaux riches en soufre, probablement expulsés d’un immense océan sous-glaciaire. Ce phénomène extrêmement rare existe également sur Terre, dans l’Arctique canadien, où des sources d’eau provenant d’un glacier laissent, après leur passage, un dépôt brun-jaunâtre.

Europe est le sixième satellite de Jupiter dans l’échelle des distances et il est d’une taille comparable à la Lune. C’est un monde recouvert d’un océan d’eau d’une profondeur d’environ 100 kilomètres, sur lequel repose une couche de glace d’une dizaine de kilomètres d’épaisseur. Le volume de cet océan représente un peu plus du double de tous les océans réunis de la Terre. L’eau est maintenue à l’état liquide grâce à la dissipation de la chaleur générée par les effets de marée de Jupiter et de ses autres satellites.

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Europe, satellite de Jupiter, dont la croûte ressemble à une patinoire géante striée d’un impressionnant réseau de structures linéaires.
Crédit photo : NASA/courtesy of nasaimages.org - Certains droits réservés

Les images qui nous ont été envoyées par la sonde spatiale Galileo en 1997 montrent une surface lisse, recouverte d’un réseau de lignes de plusieurs milliers de kilomètres de long, ressemblant à du verre brisé réassemblé avec une colle glacée. Ces lignes, dont l’origine repose sur l’activité tectonique et les effets de marée, sont formées de fractures, de fissures et de fossés, et sont teintées d’une couleur brunâtre, preuve d’un dépôt de contaminants issus de sources sous-glaciaires. Ces dépôts pourraient contenir les seuls indices que nous ayons actuellement sur la composition chimique de l’océan sous-jacent. Les mesures spectrométriques réalisées à bord de Galileo ne permettent pas encore de fournir leur composition exacte, mais les hypothèses les plus sages suggèrent que l’océan sous-glaciaire est dominé principalement par du sulfate de magnésium.

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La surface d’Europe photographiée par Galileo montrant l’entrelacement des lignes et la présence de taches sombres appelées lenticules
Crédit photo : NASA/courtesy of nasaimages.org/JPL/University of Arizona/University of Colorado - Certains droits réservés

C’est dans l’optique d’identifier ces composés encore mystérieux qu’une équipe de chercheurs américains et canadiens, dirigés par l’astrobiologiste Damhnait Gleeson de la NASA, ont recherché et découvert, sur la Terre, une région qui présente de fortes analogies avec les phénomènes se déroulant sur Europe : il s’agit de la région nommée Borup Fiord Pass sur l’île Ellesmere, dans l’Arctique canadien. A cet endroit, des sources d’eau liquide émergent de la glace et déposent un précipité brun-jaunâtre composé de soufre élémentaire, de gypse (sulfate de calcium hydraté) et de calcite (carbonate de calcium) dans l’environnement du glacier.

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Borup Fiord Pass où l’on peut voir les dépôts minéraux laissés par les sources riches en soufre qui émergent du glacier
Crédit photo : Damhnait F. Gleeson - Tous droits réservés

Les mesures spectrométriques effectuées in situ, lors d’une expédition en 2006 à Borup Fiord Pass, ont été complétées à l’aide de celles réalisées en laboratoire (à haute résolution) sur des échantillons prélevés dans les dépôts ainsi qu’avec des mesures effectuées dans cette région par le satellite EO-1 (Earth Observing spacecraft), afin de pouvoir comparer les résultats à différentes échelles.

Ces comparaisons permettent d’évaluer la fiabilité des mesures par satellite vis-à-vis des mesures effectuées in situ. Les résultats révèlent que le soufre, principal constituant des dépôts, est bien représenté dans les données satellitaires alors que les constituants mineurs (gypse et calcite), pourtant présents dans les mesures in situ, y sont partiellement ou complètement masqués. Ces découvertes, rappelle Gleeson, doivent être prises en compte lors d’interprétations de spectres émanant de missions planétaires.

Une mission conjointe entre la NASA et l’ESA (l’Agence spatiale européenne) prévoit pour 2020 le lancement de deux sondes indépendantes vers le système de Jupiter. L’un des objectifs est d’étudier l’habitabilité potentielle des deux satellites principaux de Jupiter (Europe et Ganymède), par des formes de vie microbiennes en surface mais aussi par des formes de vie plus évoluées dans les océans. Bien que les conditions environnementales entre les sites de Borup Fiord en Arctique et la surface d’Europe soient très différentes (principalement au niveau des températures, du rayonnement et de l’atmosphère), les recherches qui pourraient encore être faites dans l’avenir à Borup Fiord, notamment sur la vie microbienne dans les dépôts soufrés et son interaction avec la géologie du lieu, offrent l’opportunité d’établir une base miroir susceptible d’apporter des indices pour la future exploration orbitale de la surface du satellite Europe.

Claude Dahdouh , INIST-CNRS

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