Une étude de l'Université Brown fournit de nouvelles preuves que la coquille glacée de la lune Europa de Jupiter pourrait avoir une tectonique des plaques similaire à celle de la Terre. La présence d'une activité tectonique des plaques pourrait avoir des implications importantes pour la possibilité de vie dans l'océan qui existerait sous la surface de la lune.

L'étude, Publié dans Journal of Geophysical Research :Planètes , utilise la modélisation informatique pour montrer que la subduction - lorsqu'une plaque tectonique glisse sous une autre et s'enfonce profondément à l'intérieur d'une planète - est physiquement possible dans la coquille de glace d'Europe. Les résultats renforcent les études antérieures sur la géologie de surface d'Europe qui ont trouvé des régions où la coquille de glace de la lune semble s'étendre d'une manière similaire aux dorsales médio-océaniques sur Terre. La possibilité de subduction ajoute une autre pièce au puzzle tectonique.

"Nous avons cette preuve d'extension et de propagation, donc la question devient où va ce matériel ?", a déclaré Brandon Johnson, professeur adjoint au département de la Terre de Brown, Sciences environnementales et planétaires et auteur principal de l'étude. "Sur Terre, la réponse est les zones de subduction. Ce que nous montrons, c'est que sous des hypothèses raisonnables pour les conditions sur Europa, la subduction pourrait se produire là aussi, ce qui est vraiment excitant."

Une partie de l'excitation, Johnson dit, est que la croûte de surface est enrichie d'oxydants et d'autres aliments chimiques pour la vie. La subduction permet à cette nourriture d'entrer en contact avec les océans sous-marins qui, selon les scientifiques, existent probablement sous la glace d'Europe.

" Si vraiment il y a de la vie dans cet océan, la subduction offre un moyen de fournir les nutriments dont il aurait besoin, " a déclaré Johnson.

Subduction sur glace

Sur Terre, la subduction est due en grande partie aux différences de température entre une dalle descendante et le manteau environnant. Le matériau de la croûte est beaucoup plus froid que le matériau du manteau, et donc plus dense. Cette densité accrue fournit la flottabilité négative nécessaire pour enfoncer une dalle profondément dans le manteau.

Bien que des études géologiques antérieures aient laissé entendre que quelque chose comme la subduction pourrait se produire sur Europe, on ne savait pas exactement comment ce processus fonctionnerait sur un monde glacé. Il y a des preuves, Johnson dit, que la coquille de glace d'Europe a deux couches :un mince couvercle extérieur de glace très froide qui repose sur une couche légèrement plus chaude, glace de convection. Si une assiette du couvercle à glaçons extérieur a été enfoncée dans la glace plus chaude en dessous, sa température se réchaufferait rapidement à celle de la glace environnante. À ce point, la plaque aurait la même densité de glace environnante et cesserait donc de descendre.

Mais le modèle développé par Johnson et ses collègues a montré une manière dont la subduction pourrait se produire sur Europa, indépendamment des différences de température. Le modèle a montré que s'il y avait des quantités variables de sel dans la coquille de glace de surface, il pourrait fournir les différences de densité nécessaires pour qu'une dalle se subducte.

"Ajouter du sel à une plaque de glace reviendrait à y ajouter de petits poids parce que le sel est plus dense que la glace, " a dit Johnson. " Donc, plutôt que la température, nous montrons que les différences dans la teneur en sel de la glace pourraient permettre à la subduction de se produire sur Europe."

Et il y a de bonnes raisons de soupçonner que des variations de teneur en sel existent sur Europe. Il existe des preuves géologiques d'une remontée d'eau occasionnelle de l'océan souterrain d'Europe, un processus similaire à la remontée de magma du manteau terrestre. Cette remontée laisserait une teneur élevée en sel dans la croûte sous laquelle elle s'élève. Il y a aussi une possibilité de cryovolcanisme, où le contenu salé de l'océan se répand à la surface.

En plus de soutenir le dossier d'un océan habitable sur Europe, Johnson dit, la recherche suggère également une nouvelle place dans le système solaire pour étudier un processus qui a joué un rôle crucial dans l'évolution de notre propre planète.

"C'est fascinant de penser que nous pourrions avoir une tectonique des plaques ailleurs que sur Terre, " dit-il. " En pensant du point de vue de la planétologie comparée, si nous pouvons maintenant étudier la tectonique des plaques dans ce lieu très différent, cela pourrait peut-être nous aider à comprendre comment la tectonique des plaques a commencé sur Terre. »

Les co-auteurs de Johnson sur le papier-Rachel Sheppard, Alyssa Pascuzzo, Elizabeth Fisher et Sean Wiggins sont tous des étudiants diplômés de Brown. Ils ont suivi un cours offert par Johnson appelé Ocean Worlds, qui s'est concentré sur des corps comme Europa qui auraient des océans sous des coquilles glacées.

"Cet article est apparu comme un projet de classe que nous avons réalisé ensemble, " Johnson a dit, "et c'est excitant que nous ayons obtenu des résultats intéressants."