Les océans cachés
Nous quittons les océans menacés et menaçants de notre planète bleue pour naviguer vers les confins du système solaire, en direction des géantes gazeuses, autour desquelles gravitent des cortèges de lunes. Les mesures effectuées par plusieurs sondes spatiales ont révélé que les océans de la Terre ne seraient plus les seuls de notre système solaire.
Les lunes Europe de Jupiter et Encelade de Saturne abriteraient des océans sous leur surface. Ganymède, le plus grand satellite du système solaire et de Jupiter, mesure 5 200 km de diamètre, surpassant la taille de la planète Mercure. Cette lune possèderait un noyau liquide riche en fer et un océan sous sa surface glacée, qui pourrait contenir plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis. Ces indices proviennent des perturbations mesurées dans le champ magnétique environnant, suggérant la présence d'eau liquide conductrice (probablement salée) sous la croûte glacée de Ganymède.
Trouver les conditions favorables à la vie.
La gravité de Jupiter génère de puissantes forces de marée qui influencent fortement ses lunes galiléennes — Io, Europe, Ganymède et Callisto, classées par ordre d’éloignement. Ces satellites suivent une orbite légèrement elliptique autour de la géante gazeuse, provoquant des déformations cycliques de leur structure interne. À chaque cycle, une partie de l’énergie libérée est convertie en chaleur. Sur Europe, cette interaction est particulièrement intense : l’amplitude des marées peut y atteindre 60 mètres. Ce phénomène engendre d’importantes structures tectoniques à la surface de la glace, maintient un océan d’eau salée à faible profondeur, et pourrait également alimenter une activité volcanique localisée sur le plancher océanique. Celle-ci favoriserait l’apparition de systèmes hydrothermaux, propices à l’émergence de formes de vie. La NASA prévoit d’approfondir l’étude de ce monde fascinant avec la mission Europa Clipper, dont le lancement est prévu pour 2030. (1)
Les ceintures de radiation de Jupiter s'étendent sur plusieurs millions de kilomètres autour de la géante gazeuse. Ces radiations rendent la vie impossible à la surface d'Europe, mais les interactions avec la couche de glace pourraient déclencher des réactions chimiques pouvant servir de carburant à la vie. (2)
À quoi pourrait ressembler la vie sur Europe ?
«Ce sera une vie simple», affirme Brian Cox, le physicien des particules le plus connu du Royaume-Uni. «Ce sera au mieux une vie unicellulaire, ou quelque chose qui ressemblera un peu à une vie unicellulaire… Nous ne nous attendons pas à voir apparaître une vie multicellulaire là-bas, en partie parce qu’elle a mis si longtemps à se développer ici sur Terre».
La mission JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de l'Agence spatiale européenne, lancée le 14 avril 2023 depuis Kourou, en Guyane française, à bord d'une fusée Ariane 5, a pour objectif d'étudier les conditions susceptibles d'avoir permis l'émergence d'environnements habitables sur trois des lunes de Jupiter : Europe, Ganymède et Callisto, toutes potentiellement riches en océans souterrains. JUICE devrait atteindre Jupiter en juillet 2031 et deviendra le premier vaisseau spatial à se placer en orbite autour d’une lune du système solaire externe. Il rejoindra Ganymède en décembre 2034, la seule lune connue à posséder son propre champ magnétique. (3)
Tianwen-4 est une mission spatiale chinoise en cours de développement, dont le lancement est prévu aux alentours de 2030. Initialement conçue pour explorer les planètes externes du Système solaire, la mission a été réorientée vers l’étude de Callisto, l’une des lunes de Jupiter. La sonde principale devra se placer en orbite autour de ce satellite, tandis qu’une sous-sonde sera déposée en douceur à sa surface — une première historique. Tianwen-4 marquera ainsi la première incursion de la Chine dans l’exploration des planètes externes.
Encelade, la sixième plus grande lune de Saturne, a un diamètre de seulement 505 km. Lorsque la sonde Cassini-Huygens est arrivée dans le système saturnien en 2004, les scientifiques ont détecté des panaches de vapeur d'eau et de particules glacées s'échappant de geysers à la surface du satellite, révélant l'existence potentielle d'un océan sous sa coque de glace. Encelade contient les six éléments essentiels à la vie, y compris du phosphore, le plus rare des six. (4)
Les océans sous la surface des lunes Europe et Encelade sont enfouis sous des couches épaisses de glace. Sur Europe, on estime que l'épaisseur de la croûte de glace est comprise entre 15 et 25 kilomètres, tandis que l'océan liquide sous-jacent pourrait atteindre une profondeur d'environ 100 kilomètres. Cela rend l'accès direct à l'océan difficile, bien que les panaches de vapeur d'eau observés sur Europe puissent offrir une méthode moins invasive pour étudier la composition et la possibilité d'habitabilité de son océan. En revanche, sur Encelade, dans la région polaire sud où des geysers projettent activement de la vapeur d'eau et des particules de glace dans l'espace, la croûte pourrait être "aussi fine" que 5 kilomètres.
Pour préparer l’exploration des lunes Europe et Encelade, la NASA développe des robots sous-marins conçus pour plonger dans leurs océans enfouis. «Il y a des endroits dans le système solaire où nous voulons chercher la vie, et nous pensons que la vie a besoin d'eau. Nous avons donc besoin de robots capables d'explorer ces environnements de manière autonome, à des centaines de millions de kilomètres de chez nous», justifie Ethan Schaler, le chercheur principal du projet, baptisé Swim (Sensing with independent micro-swimmers). (5)
"S'il y a bien un endroit dans l'Univers où on ne s'attendait pas à trouver les conditions favorables à la vie, c'est bien Mimas", a expliqué lors d'une conférence de presse Valéry Lainey, principal auteur de l'étude publiée le mercredi 7 février 2024 dans la revue Nature. A partir de l’analyse détaillée du mouvement orbital de Mimas basé sur les données de [la sonde] Cassini, nous montrons que sa croûte glacée et lourdement cratérisée cache un océan global [qui fait le tour complet de la planète] à une profondeur de 20 à 30 kilomètres, écrivent les chercheurs.
Initialement connu pour son énorme cratère qui lui donne l'apparence de l'Étoile de la Mort de Star Wars, Mimas, un des satellites naturels de Saturne, est désormais considéré comme un candidat potentiel pour abriter la vie. Les astronomes ont présenté cette découverte lors d'une conférence de presse à l'Observatoire de Paris. Cette révélation transforme l'image de Mimas, qui passe d'un astre stérile de 400 km de diamètre à un potentiel vivier pour la vie, rappelant la planète Genesis de Star Trek. Aucune mission vers Mimas n’est encore prévue à ce jour. (6)
Cette découverte rejoint un ensemble croissant de preuves concernant des océans sous-glaciaires ailleurs dans le système solaire. Une équipe analysant les données radiologiques et magnétiques recueillies par Voyager 2, la seule sonde à avoir survolé de près le système d'Uranus en 1986, a découvert des indices suggérant la présence d'eau liquide sous la surface des lunes Miranda et Ariel, ainsi que sous Triton, la plus grande des quatorze lunes de Neptune.
Bref, «les lunes abritant potentiellement un océan global tendent à devenir relativement communes dans le système solaire», notent Valéry Lainey et ses collègues.
Sources :
(1) In : La sonde Europa Clipper possède enfin tous les instruments de mesure qui permettront peut-être de déterminer à l'horizon des années 2030 s’il existe des endroits sous la banquise globale de la lune glacée de Jupiter, Europe, qui pourraient abriter la vie.
(2) In : Jupiter est la plus grande planète de notre système solaire, avec plus de 80 lunes, elle constitue presque un système solaire à part entière. La mission JUICE de l'ESA vise l'exploration de ses trois plus grandes lunes : Ganymède, Callisto et Europe, qui abritent de gigantesques océans sous leurs épaisses couches de glace et donc une éventuelle vie extraterrestre.
Le Conseil fédéral
(3) In :
Olivier La Marle
(4) In : Selon les scientifiques, de puissantes cheminées hydrothermales pourraient éjecter des matériaux du noyau rocheux d'Encelade vers son océan subglaciaire. Après s'être mélangés à l'eau, ces matériaux sont libérés dans l'espace sous forme de vapeur d'eau et de grains de glace.
NatGeoFrance
(5) In : https://www.nasa.gov/general/swim-sensing-with-independent-micro-swimmers/
Loura Hall
(6) In : https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/un-gigantesque-ocean-cache-sous-la-surface-de-mimas-satellite-de-saturne_176613
Valéry Lainey
Pour en savoir plus sur les origines de la vie :
Morgane Gillard
Un faux documentaire sur l'exploration d'Europa :
"Europa Report" est un film de science-fiction américain réalisé par Sebastián Cordero et sorti en 2013. Le film raconte l'histoire d'une mission spatiale envoyée sur Europa pour y chercher des traces de vie.
"L'eau prend la forme de son contenant, mais malgré son apparente inertie, il s'agit de la force la plus puissante et la plus malléable de l'univers." Guillermo del Toro sur la signification du titre de son film « La forme de l'eau ».