Universe Today a eu le privilège de passer ces derniers mois à s’aventurer dans une multitude de disciplines scientifiques, notamment les cratères d’impact, les surfaces planétaires, les exoplanètes, l’astrobiologie, la physique solaire, les comètes, les atmosphères planétaires, la géophysique planétaire, la cosmochimie, les météorites, la radioastronomie, les extrémophiles. , la chimie organique et les trous noirs, et leur importance pour aider à enseigner aux scientifiques et au public notre place dans le cosmos.
Ici, nous discutons du domaine fascinant du cryovolcanisme avec le Dr Rosaly Lopes, directrice scientifique de la Direction des sciences planétaires et chercheuse scientifique principale au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, concernant l’importance d’étudier le cryovolcanisme, des exemples dans tout le système solaire, ce que le cryovolcanisme peut nous apprendre à trouver la vie au-delà de la Terre, des aspects passionnants de l’étude du cryovolcanisme et des conseils pour les futurs étudiants qui souhaitent étudier le cryovolcanisme.
Alors, quelle est l’importance d’étudier le cryovolcanisme ?
Le Dr Lopes fait référence à Geissler (2015) et raconte à Universe Today : « Mon collègue Paul Geissler l’a bien défini : « L’éruption de phases liquides ou vapeurs (avec ou sans solides entraînés) d’eau ou d’autres substances volatiles qui seraient gelées à l’état normal ». température de la surface glacée du satellite.' »
Alors que nous associons le volcanisme sur Terre à l’apparition d’un magma chaud de l’intérieur de la Terre dans un brasier ardent et faisant fondre tout sur son passage, le cryovolcanisme est l’étude du volcanisme de glace, car « cryo » est défini comme « glace froide » ou « gel ». » Le terme a été utilisé pour la première fois dans un résumé du 1987 Geological Society of America (GSA) Abstract with Programs de Steven K. Croft, et a depuis été utilisé pour décrire les volcans de glace dans tout le système solaire.
Les termes supplémentaires utilisés dans le contexte du cryovolcanisme incluent cryomagma et cryolava, comparables au magma et à la lave des volcans traditionnels, et édifice cryovolcanique, comparable aux volcans boucliers traditionnels observés à la fois sur Terre et sur d’autres corps planétaires (c’est-à-dire Mars et Vénus). Alors, quels sont quelques exemples de cryovolcanisme dans notre système solaire ?
Le Dr Lopes déclare à Universe Today : « Nous voyons un cryovolcanisme actif sur Encelade et des signes de cryovolcanisme passé sur Titan, Europe, Ganymède et même Io (SO2 plutôt que de l’eau). » Le Dr Lopes développe davantage le volcanisme actif et passé dans un Chapitre du livre 2010aussi.
La raison pour laquelle nous observons un cryovolcanisme actif sur la lune de Saturne, Encelade, est due au grand océan d’eau liquide qu’elle possède sous sa croûte glacée, le vaisseau spatial Cassini de la NASA ayant non seulement photographié des panaches actifs en éruption depuis le pôle sud d’Encelade, les « Tiger Stripes », mais Cassini a également a survolé les panaches en mars 2008, en utilisant son spectromètre de masse ionique et neutre (INMS) pour identifier la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone et les matières organiques, dont les niveaux étaient plus élevés que ce que l’équipe Cassini avait supposé avant le survol.
La plus grande lune de Saturne, Titan, abrite des corps de méthane et d’éthane liquides sur sa surface en raison des températures glaciales de -182,55 degrés Celsius (-296,59 degrés Fahrenheit), alors que le méthane et l’éthane existent strictement sous forme de gaz sur Terre. Concernant les preuves d’un cryovolcanisme passé sur Titan, la sonde spatiale Cassini a découvert Doom Mons en 2005 et Erebor Mons en 2007, les deux étant actuellement généralement acceptés comme des cryovolcans. De plus, Cassini a utilisé ses instruments radar en 2018 pour identifier la topographie de Titan qui a été identifiée comme la « meilleure preuve » d’un cryovolcan sur Titan.
Comme Encelade, les deux lunes galiléennes de Jupiter, Europe et Ganymède, ont montré des preuves significatives qu’elles contiennent toutes deux des océans liquides intérieurs sous leurs croûtes glacées, et la mission Europa Clipper de la NASA devrait être lancée en octobre pour explorer ce monde glacé en détail une fois qu’elle arrivera. en 2030. De plus, la mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de l’Agence spatiale européenne a été lancée en avril 2023 dans le but d’étudier Ganymède en détail et devrait actuellement entrer sur l’orbite de Ganymède vers la fin de 2034.
Concernant les preuves d’un cryovolcanisme passé sur Europe, les scientifiques ont postulé en 2020 que les panaches observés émanant d’Europe pourraient provenir directement de la croûte glacée. Pour Ganymède, spécifique éléments de surface appelés patères ont indiqué des « régions cryovolcaniques potentielles », mais les scientifiques restent sceptiques et ont répertorié ces caractéristiques comme des éléments sur lesquels la mission JUICE devrait approfondir ses recherches.
D’autres mondes de notre système solaire qui présentent également des preuves passées ou actuelles de cryovolcanisme incluent la planète naine, Cérès ; La lune de Neptune, Triton ; la planète naine, Pluton et sa lune, Charon ; et d’autres planètes naines également. Par conséquent, avec cette pléthore de mondes qui présentent des preuves actuelles ou passées de cryovolcanisme au sein de notre système solaire, que peut nous apprendre le cryovolcanisme sur la recherche de la vie au-delà de la Terre ?
Le Dr Lopes explique à Universe Today : « Pour que la vie telle que nous la connaissons existe, nous avons besoin d’eau et d’énergie. Le cryovolcanisme fournit la chaleur (l’énergie) et c’est un moyen d’amener des matériaux pouvant avoir des biosignatures à la surface des corps. « La matière reste simplement dans l’océan sous une croûte de glace, il pourrait s’écouler plusieurs décennies avant que nous puissions l’échantillonner. »
Concernant les aspects les plus passionnants du cryovolcanisme qu’elle a étudiés au cours de sa carrière, le Dr Lopes a déclaré à Universe Today : « Trouver Doom Mons et Erebor Mons sur Titan était très excitant, car ils constituent la preuve la plus convaincante que nous ayons que le cryovolcanisme s’est produit sur Titan. «
Comme les autres disciplines scientifiques explorées par Universe Today, le domaine du cryovolcanisme implique la collaboration de scientifiques issus d’une multitude de domaines, notamment la volcanologie, la géologie planétaire, la physique et l’informatique. Grâce à cela, les scientifiques peuvent créer des modèles informatiques de cryovolcanisme basés sur les données existantes, tout en utilisant des images provenant d’orbiteurs pour confirmer ou mettre à jour leurs modèles afin de déterminer les processus à l’origine du cryovolcanisme qu’ils ont observé. Par conséquent, quels conseils le Dr Lopes peut-il donner aux futurs étudiants qui souhaitent étudier le cryovolcanisme ?
Le Dr Lopes déclare à Universe Today : « La physique du processus n’est toujours pas bien comprise. Les expériences en laboratoire sont précieuses. Ils devraient lire la littérature et trouver comment faire progresser leur compréhension. »