Europe, la lune glacée de Jupiter, est un monde océanique qui constitue un candidat de choix dans la recherche d’une habitabilité extraterrestre potentielle et de la vie au-delà de la Terre. La surface d’Europe abrite de nombreuses caractéristiques qui proviendraient de sources de saumure au sein de sa coquille glacée, qui pourraient représenter les masses d’eau liquides les plus accessibles de notre système solaire. Un exemple possible et intrigant est « l’araignée » en forme d’astérisque au centre du cratère de Manannán, identifiée par la mission Galileo de la NASA. Les planétologues présentent maintenant une nouvelle hypothèse de formation de cette caractéristique ressemblant à une araignée, basée sur une analyse morphologique et une modélisation analogique préliminaire. Ils suggèrent que cette caractéristique pourrait provenir d’un processus similaire à celui qui forme les « étoiles de lac » dendritiques, des caractéristiques saisonnières trouvées sur les étangs et les lacs gelés de la Terre.
« Cette structure en forme d’araignée pourrait s’être formée à la suite de l’éruption de saumures fondues suite à l’impact de Manannán », a déclaré le Dr Elodie Lesage, chercheuse au Planetary Science Institute.
« Cela signifierait qu’il pourrait nous informer sur les propriétés du sous-sol et la composition de la saumure au moment de l’impact. »
Le Dr Lesage et ses collègues étudient également les « araignées » martiennes, qui sont des éléments ramifiés ressemblant à des arbres qui se forment dans le régolithe près du pôle sud de Mars.
Ils ont appliqué ces connaissances à d’autres surfaces planétaires, notamment à Europe, la lune glacée de Jupiter.
Alors que les araignées martiennes se forment lorsque la poussière et le sable sont érodés par les gaz qui s’échappent sous une couche saisonnière de neige carbonique, les travaux de l’équipe Europa affirment que la caractéristique « en forme d’astérisque » pourrait s’être formée après l’impact.
« Les étoiles des lacs sur Terre sont des motifs radiaux et ramifiés qui se forment lorsque la neige tombe sur les lacs gelés et que le poids de la neige crée des trous dans la glace, permettant à l’eau de s’écouler à travers la neige, de la faire fondre et de se propager d’une manière énergétiquement favorable », a déclaré le Dr Lauren Mc Keown, chercheuse à l’Université de Floride centrale et au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
« Sur Europe, nous pensons qu’un réservoir de saumure souterrain aurait pu entrer en éruption après un impact et se propager à travers la glace poreuse de la surface, produisant un schéma similaire. »
Les chercheurs ont nommé officieusement la caractéristique d’Europe Damhán Alla, en irlandais pour « araignée », pour la distinguer des formations d’araignées martiennes.
Pour tester leur hypothèse de formation, ils ont également mené des expériences sur le terrain et en laboratoire, observant des étoiles de lac à Breckenridge, au Colorado, et recréant le processus dans une boîte à gants cryogénique, en utilisant des simulants de glace Europa refroidis à l’azote liquide.
« Nous avons fait couler de l’eau à travers ces simulants à différentes températures et avons découvert que des motifs semblables à ceux d’étoiles se formaient même à des températures extrêmement froides (moins 100 degrés Celsius ou moins 148 degrés Fahrenheit), confortant l’idée que le même mécanisme pourrait se produire sur Europe après l’impact », a déclaré le Dr Mc Keown.
Les scientifiques ont modélisé le comportement d’un bassin de saumure sous la surface d’Europe après cet impact, et l’équipe a créé une animation illustrant le processus.
Les observations de la structure glacée d’Europe ont été limitées aux images du vaisseau spatial Galileo de 1998, mais les auteurs espèrent résoudre cette question avec des images à plus haute résolution de la mission Europa Clipper, un vaisseau spatial de la NASA qui devrait arriver sur le système Jupiter en avril 2030.
« Bien que les étoiles des lacs aient fourni des informations précieuses, les conditions sur Terre sont très différentes de celles d’Europe », a déclaré le Dr Mc Keown.
« Dans cette étude, nous avons combiné des observations sur le terrain avec des expériences en laboratoire pour mieux simuler les conditions de surface d’Europe. »
Pour l’avenir, l’équipe prévoit d’étudier comment la basse pression affecte la formation de ces éléments et si elles pourraient se former sous une croûte glacée, de la même manière que la lave coule sur Terre pour créer des textures lisses et filantes appelées pahoehoe.
Bien que la géomorphologie ait été l’objet principal de cette étude, les résultats offrent des indices importants sur l’activité souterraine et l’habitabilité, qui sont cruciaux pour les futures recherches en astrobiologie.
« En utilisant la modélisation numérique du réservoir de saumure, nous avons obtenu des contraintes sur la profondeur potentielle du réservoir (jusqu’à 6 km ou 3,7 milles sous la surface) et sur la durée de vie (jusqu’à quelques milliers d’années après l’impact) », a déclaré le Dr Lesage.
« Il s’agit d’informations précieuses pour les futures missions recherchant des environnements habitables au sein de coquilles glacées. »
Les résultats de l’équipe ont été publiés dans le Journal des sciences planétaires.
