Au pôle sud d'Encelade, un grand nombre de jets projettent des particules glacées provenant d'un ensemble de failles irrégulières de 150 kilomètres de long, connues sous le nom de failles à rayures tigrées, et ces matériaux éjectés fusionnent au-dessus de la surface de la lune pour former un panache. Des échantillons de ce panache analysés par la mission Cassini de la NASA suggèrent que les conditions chimiques considérées comme nécessaires à la vie pourraient exister dans l'océan au plus profond de la surface d'Encelade.

Aujourd'hui, une nouvelle recherche dirigée par l'étudiant diplômé Alexander Berne (MS '22), en collaboration avec Mark Simons, professeur de géophysique John W. et Herberta M. Miles et directeur du Brinson Exploration Hub à Caltech, utilise un modèle géophysique détaillé pour caractériser le mouvement de ces failles à rayures tigrées et fournit de nouvelles informations sur les processus géophysiques contrôlant l'activité des jets.

Comprendre ces facteurs et d'autres, tels que la mesure dans laquelle le matériau du jet représente l'océan souterrain, la durée pendant laquelle les jets ont été actifs, la topographie de sa coquille de glace, etc., est crucial pour obtenir une image détaillée de l'habitabilité potentielle de la Lune. au fil du temps.

L'article est intitulé "Activité des jets sur Encelade liée au mouvement de décrochement entraîné par les marées le long des rayures de tigre" et a été publié dans la revue Nature Geoscience. le 29 avril.

Le panache au-dessus du pôle sud d'Encelade varie en intensité, augmentant et diminuant en force pour produire deux pics d'émission brillants notables au cours de l'orbite de 33 heures de la lune autour de Saturne. Il a été théorisé que les forces de marée provoquent l'ouverture et la fermeture des failles à rayures de tigre comme une porte d'ascenseur, leur permettant d'émettre plus ou moins de matière selon des cycles qui correspondent à ces marées.

Cependant, ces modèles ne sont pas en mesure de prédire avec précision le moment des pics de luminosité du panache. Plus problématique :ce mécanisme d'ouverture de faille nécessite plus d'énergie que ce qui devrait être disponible à partir du seul forçage des marées.

La nouvelle étude suggère que les variations observées dans la force du panache d'Encelade pourraient être dues au déplacement des failles en forme de tigre se déplaçant de manière décrochante, avec un côté cisaillant l'autre, similaire au style de mouvement de faille qui produit des tremblements de terre le long de failles comme celle de Californie. San Andreas. L'énergie requise pour un tel mouvement de défaut est considérablement inférieure à celle requise par le mécanisme d'ouverture/fermeture.

Berne et ses collègues ont développé un modèle numérique sophistiqué pour simuler le mouvement de décrochement le long des failles d'Encelade. Ces modèles prennent également en compte le rôle du frottement entre les parois glacées des failles, qui rend la déformation sensible à la fois aux contraintes de compression qui tendent à serrer et desserrer la faille, et aux contraintes de cisaillement qui tendent à entraîner un glissement sur la faille.

Le modèle numérique est capable de simuler le glissement le long des rayures du tigre d'une manière qui correspond aux variations de luminosité du panache ainsi qu'aux variations spatiales de la température de surface, suggérant que les jets sont effectivement contrôlés par un mouvement de décrochement sur l'orbite d'Encelade. P>

Les chercheurs émettent l'hypothèse que les jets individuels se produisent lors de « arrachements » dans les failles, c'est-à-dire des sections de faille courbées qui s'ouvrent sous un mouvement de décrochement régional. Des recherches distinctes récentes du JPL ont également examiné la région des rayures tigrées et ont trouvé des preuves géologiques de ruptures le long des failles, situées juste à l'emplacement des jets.

"Nous semblons maintenant avoir des raisons à la fois géologiques et géophysiques de soupçonner que l'activité des avions à réaction se produit au niveau des séparations le long des rayures tigrées d'Encelade", explique Berne.

En 2005, la mission Cassini a survolé Encelade, a échantillonné le matériau du jet et a découvert que le panache contenait des éléments comme du carbone et de l'azote, indiquant que l'océan souterrain pourrait actuellement abriter des conditions favorables à la vie. En plus de la présence de ces composants chimiques et d'autres, des conditions géophysiques clés, telles qu'une production de chaleur et un flux de nutriments suffisants entre le noyau, l'océan et la surface, sont nécessaires à l'habitabilité.

"Pour que la vie évolue, les conditions d'habitabilité doivent être réunies pendant une longue période, pas seulement un instant", explique Simons. "Sur Encelade, vous avez besoin d'un océan qui vit longtemps. Les observations géophysiques et géologiques peuvent fournir des contraintes clés sur la dynamique du noyau et de la croûte ainsi que sur la mesure dans laquelle ces processus ont été actifs au fil du temps."

"Des mesures détaillées du mouvement le long des rayures du tigre sont nécessaires pour confirmer les hypothèses formulées dans nos travaux", explique Berne. "Par exemple, nous avons désormais la capacité d'imager les glissements de failles, tels que les tremblements de terre, sur Terre à l'aide de mesures radar provenant de satellites en orbite.

"L'application de ces méthodes à Encelade devrait nous permettre de mieux comprendre le transport des matériaux de l'océan vers la surface, l'épaisseur de la croûte de glace et les conditions à long terme qui pourraient permettre à la vie de se former et d'évoluer sur Encelade."