US Date:28 October, 2020

Comment Encelade a eu ses rayures

La petite Encelade de Saturne

Peu de lunes dans le système solaire suscitent autant d'excitation que la petite Encelade de Saturne. Elle abrite probablement un océan d'eau liquide sous une croûte de glace. Cette croûte n'est pas assez épaisse à certains endroits pour sceller complètement ce liquide et des jets de glace ont été repérés par l'orbiteur Cassini de la NASA pendant sa rotation autour de Saturne. La croûte glacée d'Encelade n'est pas non plus la même sur toute la Lune. La région polaire sud est couverte de fissures appelées "rayures de tigre" et semble beaucoup plus jeune que le reste de la lune. Quelle est la cause de cette différence frappante sur un si petit objet ?

Une petite lune, un grand stress

Tout d'abord, nous devrions examiner de près Encelade. Son rayon n'est que de 252 kilomètres. Comparons cela à la lune terrestre qui a un rayon de plus de 1 079 kilomètres et nous parlons d'une jolie petite lune. Elle orbite à une distance de 148 000 miles (238 000 kilomètres). Notre lune est, en moyenne, à 384 472 kilomètres de la Terre.

En combinant ces chiffres avec le fait que Saturne est 95 fois plus massive que la Terre, nous pouvons commencer à réaliser à quel point Encelade est minuscule lorsqu'elle tourne autour de la planète géante gazeuse en seulement 33 heures !

Cela signifie qu'Encelade ressent beaucoup de stress. En orbite autour de la lune, il est déformé par la gravité massive de Saturne. Toute cette pression réchauffe l'intérieur rocheux d'Encelade, de sorte que la croûte glacée se réchauffe aussi par le réchauffement de la marée... qui la fait alors fondre dans l'océan d'eau liquide.

Une chose amusante se produit à ce moment-là. La croûte de glace va commencer à se séparer du noyau rocheux grâce à cette couche d'eau liquide. Elle se déformera donc différemment de l'intérieur de la lune. Quel est donc l'impact de tout cela sur la surface d'Encelade ?
Déchiffrer les bandes

Dans une nouvelle étude d'Alyssa Rhoden (Southwest Research Institute) et d'autres publiée dans Earth & Planetary Science Letters, on s'attaque à la surface glacée unique d'Encelade. Ils utilisent les observations faites par l'orbiteur Cassini comme preuve que la croûte de glace sur cette lune diffère des pôles à l'équateur et que c'est cette épaisseur qui entraîne une activité tectonique différente du sud au nord.
Bandes de tigre

Gros plan sur les Sulci (ou rayures de tigre) dans la région polaire sud d'Encelade, pris par Cassini.

La surface du pôle sud est clairement la plus "jeune". Comment savoir si nous n'avons jamais atterri ? Cherchez des cratères. La région du pôle sud avec les bandes de tigre est dépourvue de cratères alors que les régions équatoriale et du pôle nord en ont. Plus de cratères = plus vieux (pensez à la surface de la Terre par rapport à celle de la Lune). Tout cela signifie que des processus géologiques actifs modifient la surface du pôle sud.

La question est de savoir pourquoi il s'agit uniquement de la région sud ? La réponse pourrait se trouver dans l'épaisseur de la glace. Tout ce stress dû à la marée qu'Encelade ressent est également ressenti dans la couche de glace. Si, à un moment donné, la coquille glacée de la petite lune était totalement gelée, alors la dissipation des contraintes dues à la marée se concentrerait à l'équateur. Avec le temps, ces contraintes se réchauffent à l'intérieur, créant des poches d'eau liquide. Reliez ces poches et vous obtiendrez peut-être un océan liquide global.

Les pôles chauds

C'est à ce moment-là que les choses changent. Un océan mondial signifie que la coquille glacée et l'intérieur rocheux ne sont plus en contact. Cela modifie la répartition des contraintes dues aux marées, ce qui entraîne le réchauffement le plus important aux pôles et le plus faible à l'équateur.

Cela n'explique toujours pas pourquoi le pôle Sud est plus actif. Ce nouveau régime conduirait à une glace plus fine aux pôles, la glace la plus fine du pôle sud étant peut-être plus mince de 10 kilomètres. Dans les modèles de Rhoden, lorsque la glace est vieille et froide, le stress causé par la fermeture éclair autour de Saturne peut être pris en compte.

Les jets d'Encelade
Jets de glace d'eau de la surface d'Encelade, vus par Cassini.

Cependant, il faut que la couche de glace soit plus mince - peut-être 0,3 à 3 miles (0,5 à 5 kilomètres) d'épaisseur - et que la glace ne puisse pas supporter la contrainte sans se déformer et se fissurer. C'est peut-être ce qui donne naissance aux bandes de tigre, et les modèles de Rhoden expliquent l'emplacement et l'orientation de ces bandes sur toute la lune.

Le sulcus d'Alexandrie, de Bagdad, du Caire et de Damas (le terme technique pour les rayures de tigre) sont les sources de la glace et des jets d'eau vus par Cassini (voir ci-dessus). Cela pourrait s'expliquer par le fait que le liquide de l'océan sub-glaciaire s'écoule à travers ces fissures lorsque la coquille de glace ressent les "marées" de l'orbite d'Encelade. C'est ce stress des marées qui fait qu'Encelade a une "tectonique de la glace" active, particulièrement concentrée sur ce pôle sud.

Nous devrons peut-être attendre pour découvrir d'autres secrets d'Encelade. Deux missions proposées pour visiter la lune ont été ignorées lors du dernier tour de sélection pour une mission "Nouvelles Frontières". Au lieu de cela, la NASA se dirigera vers Titan, le voisin d'Encelade, avec la mission Dragonfly en 2026. Saturne fait signe, mais Encelade restera une cible alléchante au milieu du siècle.

David SCHMIDT

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