De nouvelles preuves de la présence de cheminées hydrothermales propices à la vie dans les océans d’Encelade, la lune glacée de Saturne
La mystérieuse silice éjectée en énormes quantités de la lune glacée de Saturne, Encelade, constitue une nouvelle et solide preuve de l’existence d’évents thermiques au fond d’un océan planétaire.
Image d’entête : Encelade par la sonde Cassini et ses panaches d’eau glacée s’échappant dans l’espace. (Cassini Imaging Team/ SSI/ JPL/ ESA/ NASA)
Selon un nouveau modèle analytique, le réchauffement interne du noyau de la lune crée des courants océaniques qui transportent des particules de silice, éjectées par de profondes cheminées hydrothermales qui libèrent également de la chaleur dans les eaux environnantes. Il s’agit d’une découverte passionnante qui laisse entrevoir la possibilité réelle de l’existence de la vie, au plus profond d’un océan extraterrestre sur un monde extraterrestre.
Issue d’une précédente étude, ce graphique illustre comment les scientifiques de la mission Cassini pensent que l’eau interagit avec la roche au fond de l’océan de la lune glacée de Saturne, Encelade, produisant de l’hydrogène gazeux. (NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute)
Lorsque la sonde Cassini a passé ses années à orbiter et à étudier Saturne, elle a fait une découverte surprenante. L’anneau E de la planète, le deuxième plus externe du vaste système d’anneaux, a une composition riche en grains microscopiques de silice, à côté de la glace d’eau, d’ammoniac et de dioxyde de carbone.
Des particules de silice ont également été détectées en provenance d’Encelade sous la forme de panaches glacés qui jaillissent des fissures de l’épaisse enveloppe glacée de la lune. Les scientifiques ont déterminé que la composition de l’anneau E est fournie par Encelade, à partir de son noyau rocheux. De plus, la chimie et la taille des grains suggèrent des températures élevées.
Saturne et ses anneaux. (NASA)
Mais comment la silice passe du noyau d’Encelade, à travers les profondeurs de l’océan global, pour être éjectée à travers la glace dans des panaches, reste une énigme.
Encelade est recouverte d’une épaisse couche de glace, d’une épaisseur moyenne de 18 à 22 kilomètres. Mais son orbite autour de Saturne n’est pas parfaitement ronde, mais elliptique, ce qui signifie que sa distance par rapport à la planète varie, tout comme la force de gravité entre elles. Cette gravité variable étire et comprime Encelade, créant un réchauffement dans son noyau.
Sous l’enveloppe glacée se trouve donc un océan liquide global de plus de 10 kilomètres de profondeur, et la chaleur émanant du noyau empêche l’eau de geler. Cela soulève également la possibilité d’évents hydrothermaux, des fissures dans le plancher océanique par lesquelles la chaleur s’échappe de l’intérieur de la lune.
De précédentes recherches ont suggéré que la chaleur de l’intérieur d’Encelade devrait générer des courants de convection verticaux dans l’océan, similaires à ceux observés sur Terre. Aujourd’hui, une équipe de planétologues dirigée par Ashley Schoenfeld, de l’université de Californie à Los Angeles, aux Etats-Unis, a créé un modèle impliquant ces courants pour tenter de comprendre le transport de la silice sur Encelade.
Selon Schoenfeld :
C’est comme faire bouillir une marmite sur une cuisinière. La friction des marées ajoute de la chaleur à l’océan et provoque des courants ascendants d’eau chaude.
Ce que notre étude montre, c’est que ces flux sont suffisamment puissants pour arracher des matériaux au fond de la mer et les amener jusqu’à la coquille de glace qui sépare l’océan du vide spatial. Les fractures en forme de rayure de tigre qui traversent la coquille de glace jusqu’à cet océan de subsurface peuvent servir de conduits directs pour que les matériaux captés soient projetés dans l’espace.
Cette image en fausses couleurs de la mission Cassini montre en bleu les fissures en » rayure de tigre » sur Encelade, la lune de Saturne. (NASA/ JPL/ Space Science Institute)
Encelade nous fournit des échantillons gratuits de ce qui se cache dans les profondeurs.
Cette vue en coupe de la lune de Saturne Encelade est une représentation artistique qui dépeint la possible activité hydrothermale qui pourrait avoir lieu sur et sous le plancher océanique de l’océan de la lune. (NASA-JPL-Caltech-Space Science Institute)
Les implications sont assez stimulantes. Comme l’ont montré de précédentes recherches, la silice et d’autres matériaux détectés par Cassini dans les panaches d’Encelade correspondent à ce que l’on peut trouver dans et sur les cheminées hydrothermales.
Ici sur Terre, les cheminées hydrothermales grouillent de vie, même loin de la lumière du soleil. Des écosystèmes entiers prospèrent grâce à un réseau alimentaire chimiosynthétique, qui exploite les réactions chimiques d’éléments interagissant à haute température pour produire de l’énergie, plutôt que les processus photosynthétiques plus courants qui dépendent de la lumière du soleil.
C’est ce qui a conduit les astrobiologistes à supposer que des lunes glacées comme Encelade pourraient abriter la vie, même si elles sont éloignées du Soleil et que le fond de l’océan ne reçoit pas la moindre lumière solaire susceptible de donner la vie.
La nouvelle étude s’ajoute à un ensemble croissant de preuves qui suggèrent que s’il existe des cheminées hydrothermales sur Encelade, et si la vie y est présente, nous pourrions être en mesure de la détecter sans avoir à tenter de pénétrer la glace. Un orbiteur ou un atterrisseur, dont plusieurs sont actuellement à l’étude, pourrait trouver des biomolécules sur la surface glacée de la lune.
Selon la planétologue Emily Hawkins de l’université Loyola Marymount (États-Unis) :
Notre modèle apporte un soutien supplémentaire à l’idée que la turbulence convective dans l’océan transporte efficacement les nutriments vitaux du plancher océanique à la coquille de glace.
L’étude publiée dans Communications Earth & Environment : Particle entrainment and rotating convection in Enceladus’ ocean et présentée sur le site de l’université Loyola Marymount : Could Life be Found on Saturn’s Moon Enceladus? Study Finds Intriguing Clues in the Particles that Make up Planet’s Rings et de l’université de Californie à Los Angeles : UCLA-led study explains how one of Saturn’s moons ejects particles from oceans beneath its surface.