Ice Europe déformé par un générateur de chaleur inattendu

Ice Europe déformé par un générateur de chaleur inattendu

Cette excitation entoure la mission Juno de la NASA, qui se rendra sur l’orbite de Jupiter cet été, et les futures missions qui envisagent d’explorer les glaces de sa lune, l’Europe. De nouvelles recherches sur les propriétés étranges de la croûte fissurée lunaire pourraient révéler quelques points intéressants sur l'océan sous-sol de l'Europe.

Des chercheurs de la Brown University de Providence, dans le Rhode Island, ont associé des observations européennes à des modèles informatiques et à des expériences de laboratoire qui permettront de détecter les contractions des marées causées par l’énorme champ gravitationnel Jupiter. Ce qui à son tour peut conduire au fait que la glace fragmentée de la lune génère plus de chaleur que prévu, créant de nouvelles opportunités passionnantes de rechercher la vie en Europe.

Avant que les missions Voyager et Pioneer de la NASA n’achèvent leurs missions dans les années 70, puis celles de Galileo dans les années 90, nous n’avions que peu de connaissances sur la nature dynamique des satellites de Jupiter. «Les scientifiques s'attendaient à voir des zones froides et mortes, mais ont été immédiatement surpris par leurs surfaces frappantes», a déclaré Christine McCarthy, de l'Université Columbia, qui a mené une étude sur les glaces Europe en tant qu'étudiant diplômé à la Brown University. - «Il y avait évidemment une sorte d'activité tectonique - tout bougeait et craquait. Il y a aussi des endroits en Europe qui ressemblent à de la glace fondue ou pâteuse. "

On sait maintenant que l’Europe possède un vaste océan d’eau souterraine, protégé par une croûte de glace fragmentée, qui semble se déplacer de la même manière que les plaques continentales de la Terre. La pression des marées sur l’orbite de l’Europe autour de Jupiter crée une dynamo interne qui chauffe doucement la lune depuis le noyau, maintenant l’océan à l’état liquide. De plus, on pense que le mouvement des plaques de glace génère sa propre chaleur par le biais de processus de friction aux limites. En plus de la chaleur générée par le pliage répété des crochets en fil métallique, la chaleur est dissipée par les courbes de marée répétées de la croûte européenne à l'intérieur de ces limites. Mais les processus à petite échelle derrière cette dissipation des marées sont mal compris et ont peut-être été extrêmement sous-estimés.

"Les gens utilisent des modèles mécaniques simples pour décrire la glace", a déclaré McCarthy. "Ils n'ont pas étudié les types de flux de chaleur qui créeraient cette tectonique. Ainsi, nous avons mené plusieurs expériences pour essayer de mieux comprendre ce processus. "

Afin d'imiter ce qui pourrait se passer dans l'écorce de l'Europe, McCarthy a dirigé un projet visant à simuler la pression des marées, qui sera ressentie par la glace d'Europe au laboratoire. En chargeant des échantillons de glace dans un dispositif de compression de la Brown University, il sera possible de mesurer le degré de déformation et de chaleur.

Jusqu’à présent, rien n’indique que la majeure partie de la chaleur provient de la friction entre des granules de glace individuels. Ceci suggère que le chauffage par friction est directement lié à la taille des granulés. Toutefois, tout en modifiant la taille des granules de glace dans les échantillons, McCarthy n’a constaté aucune différence dans le flux de chaleur. Au lieu de cela, elle a réalisé que la majeure partie de la chaleur provient de défauts microscopiques dans la structure cristalline de la glace, car celle-ci était déformée. Plus la déformation est importante, plus la chaleur générée est importante.

«Cristina a constaté que, comparée aux modèles utilisés par la communauté, la glace est plus dissipative qu'on ne le pensait», a déclaré son collègue Reed Cooper de l'Université Brown. «La beauté de ceci est que dès que nous obtenons un ordre physique, il devient étonnamment extrapolant. «Ces caractéristiques physiques sont au premier plan pour comprendre l’épaisseur de la coque de l’Europe. À son tour, l'épaisseur de la coquille par rapport à la chimie volumétrique de la lune est importante pour comprendre la chimie de cet océan. Et si vous recherchez la vie, la chimie de l'océan est un point important. "

En résumé, le fait de savoir que la structure microscopique de la glace génère de la chaleur et que la chaleur générée est supérieure à celle que peut obtenir un chauffage par friction aide les scientifiques à en apprendre davantage sur la physique de la croûte de glace européenne et, par conséquent, à ouvrir une nouvelle fenêtre sur la chimie de l’eau liquide des océans. ci-dessous.

Alors que la NASA envisage d'explorer l'un des mondes les plus fascinants du système solaire lors de la future mission Europe Clipper, cette recherche fondamentale permettra de mieux comprendre le potentiel habité de l'océan mystérieux de l'Europe.

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