Universe Today a examiné l'importance de l'étude des cratères d'impact, des surfaces planétaires, des exoplanètes, de l'astrobiologie, de la physique solaire, des comètes et des atmosphères planétaires, et comment ces disciplines scientifiques fascinantes peuvent aider les scientifiques et le public à mieux comprendre comment nous recherchons la vie au-delà de la Terre. /P>
Ici, nous regarderons à l'intérieur et examinerons le rôle que joue la géophysique planétaire pour aider les scientifiques à mieux comprendre notre système solaire et au-delà, y compris les avantages et les défis, la découverte de la vie au-delà de la Terre et la manière dont les futurs étudiants peuvent poursuivre leurs études en géophysique planétaire. Alors, qu'est-ce que la géophysique planétaire et pourquoi est-il si important de l'étudier ?
"La géophysique planétaire est l'étude de la façon dont les planètes et leur contenu se comportent et évoluent au fil du temps", a déclaré à Universe Today le Dr Marshall Styczinski, chercheur scientifique affilié au Blue Marble Space Institute of Science. "Il s'agit essentiellement de l'étude de ce qui se trouve en dessous, en se concentrant sur ce que nous ne pouvons pas voir et comment cela se rapporte à ce que nous pouvons voir et mesurer. La plupart des planètes (y compris la Terre !) sont cachées à la vue - la géophysique est la façon dont nous savons tout ce qui concerne la Terre au plus profond que nous ayons creusé !"
Comme son nom l'indique, la géophysique est l'étude de la compréhension de la physique derrière les processus géologiques, tant sur Terre que sur d'autres corps planétaires, en mettant l'accent sur les processus géologiques intérieurs. Ceci est particulièrement utile pour les corps planétaires qui sont différenciés, ce qui signifie qu'ils ont plusieurs couches intérieures résultant de l'affaissement des éléments les plus lourds vers le centre tandis que les éléments plus légers restent plus proches de la surface.
La planète Terre, par exemple, est divisée en croûte, manteau et noyau, chacun ayant ses propres sous-couches, et la compréhension de ces processus internes aide les scientifiques à reconstituer à quoi ressemblait la Terre il y a des milliards d'années et même à faire des prédictions concernant l'environnement de la planète dans un avenir lointain.
Ces processus intérieurs déterminent les processus de surface, notamment le volcanisme et la tectonique des plaques, qui sont tous deux responsables respectivement du maintien de la température de la Terre et du recyclage des matériaux. Alors, quels sont les avantages et les défis de l'étude de la géophysique planétaire ?
Le Dr Styczinski explique à Universe Today :« La géophysique nous donne les outils nécessaires pour déterminer ce qui existe sous la surface visible des corps planétaires (planètes, lunes, astéroïdes, etc.). C'est notre seul moyen d'en apprendre davantage sur ce que nous ne pouvons pas voir ! découvrir ce qu'il y a à l'intérieur d'une planète et dans quelles conditions, comme la pression et la chaleur de chaque couche, nous aide à construire une histoire pour la planète et à savoir comment elle continuera à changer au fil du temps. "
En revanche, le Dr Styczinski souligne également dans Universe Today les défis, soulignant la difficulté de reproduire les conditions géologiques qui se produisent sur des millions d'années, même avec les laboratoires les plus sophistiqués du monde, en raison de leurs mouvements lents sur de grandes périodes de temps. De plus, il note que des accélérateurs de particules sont parfois nécessaires pour reproduire les conditions extrêmes au sein des géantes gazeuses, qui sont également différenciées, bien qu'avec des couches de gaz et de liquide, par opposition à la roche.
Mais la Terre n'est pas le seul monde rocheux de notre système solaire à présenter une différenciation, car les quatre planètes rocheuses (Mercure, Vénus, Terre et Mars) présentent une certaine forme de stratification intérieure qui s'est produite sur des milliards d'années, bien qu'à des échelles plus petites en raison de la différence. à leurs tailles. En plus des planètes, de nombreuses lunes rocheuses à travers le système solaire présentent également une différenciation, notamment les lunes galiléennes de Jupiter, Io, Europe, Ganymède et Callisto, et plusieurs lunes de Saturne, dont Titan, Encelade et Mimas.
Parmi ces lunes, Europe, Titan et Encelade sont actuellement des cibles pour les astrobiologistes, car il a été confirmé qu'Europe et Encelade possèdent des océans d'eau liquide intérieurs, Titan présentant également des preuves solides. De plus, Titan est la seule lune avec une atmosphère dense et, comme la Terre, elle est probablement pilotée par des éléments géophysiques intérieurs. Mais que peut nous apprendre la géophysique planétaire sur la recherche de la vie au-delà de la Terre ?
"En étudiant Mars, nous avons appris que la surface des planètes peut être très hostile à la vie telle que nous la connaissons", explique le Dr Styczinski à Universe Today. "Si et quand nous parvenons à trouver de la vie ailleurs dans le système solaire que nous n'y avons pas apporté nous-mêmes, elle se trouvera probablement sous la surface, où elle pourra être protégée de l'environnement hostile de la surface. La géophysique nous donne le signifie planifier des expéditions dans le sous-sol, et c'est la seule méthode pour trouver de l'eau liquide cachée sur les lunes glacées. Ce sont les meilleurs endroits que nous connaissons pour rechercher la vie au-delà de la Terre. "
La raison pour laquelle la surface de Mars est inhospitalière à la vie telle que nous la connaissons est due à l'absence d'une atmosphère épaisse, qui empêche les particules chargées du soleil dans le vent solaire d'atteindre la surface planétaire. Alors que Mars possédait autrefois un champ magnétique puissant, le Dr Styczinski note dans Universe Today que « Certains chercheurs pensent que les champs magnétiques peuvent en fait détruire l'atmosphère », tout en notant rapidement que cela « est un sujet de débat féroce ». Mars possédait autrefois une atmosphère plus épaisse, qui a disparu avec son champ magnétique au fil des milliards d'années à mesure que l'intérieur de la planète rouge se refroidissait.
En plus de notre système solaire, le Dr Styczinski explique à Universe Today que la géophysique planétaire fait également un excellent travail en aidant les scientifiques à mieux comprendre les exoplanètes, en particulier les systèmes multiplanétaires comme le nôtre. Bien qu'aucune surface d'exoplanète n'ait encore été photographiée, une meilleure compréhension des processus géophysiques des corps planétaires de notre système solaire aide les scientifiques à mieux comprendre comment ces mêmes processus pourraient se produire sur les planètes du cosmos, y compris le champ magnétique.
Le champ magnétique d'une planète est piloté par les processus internes qui se produisent dans son noyau externe, qui pour la Terre est constitué d'un fluide métallique liquide en mouvement, tandis que le noyau interne est une boule solide de métal comprimé. À mesure que le fluide de ce noyau externe bouillonne et circule, il crée des courants électriques qui produisent un champ magnétique massif qui enveloppe notre petit monde bleu dans une bulle de protection contre les conditions météorologiques spatiales nocives.
Le champ magnétique terrestre piège les particules chargées dans des ceintures de rayonnement situées dans l'espace voisin. La façon dont le champ magnétique protège notre planète peut être observée lors des tempêtes magnétiques du soleil, lorsque la magnétosphère se plie et fléchit en réponse, envoyant des particules de ces ceintures de rayonnement près de la surface dans les régions des hautes latitudes nord et sud. Là, elles interagissent avec l'atmosphère terrestre pour produire des aurores à couper le souffle souvent observées en Alaska, dans les pays nordiques et en Antarctique.
Cependant, même si le champ magnétique terrestre est impressionnant, il est tout à fait normal que la plus grande planète du système solaire, Jupiter, possède également le plus grand champ magnétique, dont la « queue » s'étend jusqu'à l'orbite de Saturne, soit environ 400 millions de kilomètres. De plus, les processus internes responsables de la génération de champs magnétiques sur des planètes gazeuses comme Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune pourraient être très différents de ceux sur Terre. Par conséquent, compte tenu de toutes ces variables et processus, quel est l’aspect le plus passionnant de la géophysique planétaire que le Dr Styczinski a étudié au cours de sa carrière ?
"La partie de la géophysique planétaire que je trouve la plus passionnante consiste à utiliser le champ magnétique invisible pour détecter les océans souterrains", explique le Dr Styczinski à Universe Today. "Je continue d'être époustouflé par la façon dont tout cela fonctionne quand j'y pense vraiment. Les eaux salées des océans reflètent en partie les champs auxquels elles sont exposées depuis leur planète mère, comme Jupiter et sa lune Europe. Nous utilisons ces mesures avec des laboratoires. des études ici sur Terre et de la géophysique pour comprendre les couches de matériaux à l'intérieur d'Europe afin de déterminer les propriétés de l'océan. Cela m'étonne toujours que ce processus fonctionne aussi bien."
Comme la plupart des domaines scientifiques, la géophysique planétaire englobe une myriade de disciplines et d'horizons scientifiques dans le but de répondre aux questions les plus difficiles de l'univers grâce à une collaboration et une innovation constantes. La géophysique est une combinaison de géologie et de physique, mais intègre également les mathématiques, la chimie, les sciences atmosphériques, la sismologie, la minéralogie et bien d'autres dans le but de mieux comprendre les processus internes de la Terre et d'autres corps planétaires dans tout le système solaire et au-delà. Par conséquent, quels conseils le Dr Styczinski peut-il offrir aux futurs étudiants qui souhaitent poursuivre des études en géophysique planétaire ?
"Il existe de nombreuses voies vers la géophysique, et de nombreuses choses différentes à étudier et des façons de les étudier", explique le Dr Styczinski à Universe Today. « Vos études antérieures ne doivent pas nécessairement être spécifiques à la géophysique ni même impliquer la géologie. La décision la plus productive que vous puissiez faire est peut-être de demander de l'aide, en particulier à quelqu'un qui étudie un sujet qui vous intéresse. Les compétences en programmation informatique sont inestimables. Je recommande d'apprendre Python :il est gratuit et largement utilisé dans tous les domaines scientifiques. De nombreux didacticiels sont disponibles, également gratuits, même si toutes les géophysiques ne nécessitent pas beaucoup de programmation, je pense que tous les géophysiciens bénéficieront de ces compétences. »
Fourni par Universe Today
