Le sismomètre financé par la NASA pour enquêter sur la structure de la glace et de l'océan (SIIOS) a bien fonctionné dans les expériences sismiques menées dans l'été enneigé du Groenland, selon une nouvelle étude de l'équipe SIIOS dirigée par l'Université de l'Arizona publiée cette semaine dans Lettres de recherche sismologique .

SIIOS pourrait faire partie des missions proposées par le vaisseau spatial de la NASA à la surface d'Europe ou d'Encelade. Ces lunes de Jupiter et de Saturne sont incrustées d'une coquille glacée au-dessus des océans liquides souterrains, et les données sismiques pourraient être utilisées pour mieux définir l'épaisseur et la profondeur de ces couches. D'autres points d'intérêt sismiques sur ces mondes pourraient inclure des volcans de glace, des événements de drainage sous la coquille de glace et peut-être même un aperçu opportun des réverbérations d'un impact de météorite.

Pour mieux imiter les conditions de mission, l'équipe SIIOS a attaché des sismomètres candidats au vol à la plate-forme et aux jambes d'un atterrisseur fictif enterré et blindé en aluminium sur la calotte glaciaire du Groenland. Angela Marusiak du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et ses collègues ont découvert que les enregistrements des ondes sismiques de l'atterrisseur provenant de sources sismiques passives et actives étaient comparables aux enregistrements effectués par d'autres sismomètres et géophones au sol jusqu'à un kilomètre de distance.

Bien que les sismomètres attachés aient capté une partie des secousses de l'atterrisseur lui-même, Marusiak a déclaré que l'atterrisseur et les sismomètres au sol " se sont comportés de manière très similaire, ce qui est définitivement prometteur, " dans la détection des tremblements de terre et des fissures de glace.

Le réseau expérimental a été placé au-dessus d'un lac sous-glaciaire (une nouvelle caractéristique au Groenland qui n'avait pas encore été étudiée avec des approches sismiques) et les sismomètres couplés à l'atterrisseur ont également pu détecter l'interface glace-eau, qui serait l'une des tâches principales de l'instrument sur les mondes océaniques glacés.

Les scientifiques ont enterré l'atterrisseur et les sismomètres à proximité à un mètre de profondeur dans la neige granuleuse, et a recouvert l'atterrisseur d'une boîte en aluminium, pour réduire les effets du vent et des variations de température sur les instruments. Cela a rapproché l'expérience des conditions atmosphériques auxquelles on pourrait s'attendre sur une lune sans air comme Europe. Au cours d'une mission océanique glaciale, cependant, le sismomètre ne serait probablement déployé qu'à la surface et pourrait ne pas être enterré.

"Ce que nous espérons, c'est si nous pouvons aller en Europe ou Encelade ou dans l'un de ces mondes glacés qui n'ont pas d'énormes fluctuations de température ou une atmosphère très épaisse et que nous supprimons ce bruit de vent, essentiellement vous enlevez ce qui va causer beaucoup de secousses de l'atterrisseur, " a expliqué Marusiak, qui a mené la recherche alors qu'elle était doctorante. étudiant à l'Université du Maryland.

Et contrairement à la Terre, les chercheurs de ces missions ne seraient pas en mesure de déployer un large éventail de sismomètres et de collecter des données pendant des mois pour créer une image de l'intérieur de la lune. L'énergie solaire disponible pour alimenter les appareils serait 25 fois inférieure à celle sur Terre, et des radiations dévastatrices seraient susceptibles de détruire les instruments en quelques semaines sur une lune comme Europe, elle a dit.

Après avoir effectué un tour en hélicoptère d'Air Greenland jusqu'au site à l'été 2018, l'équipe de déploiement de SIIOS a installé l'atterrisseur expérimental et le réseau sur la calotte glaciaire à environ 80 kilomètres au nord de Qaanaaq. Pour l'expérience de source active, les instruments ont enregistré des signaux sismiques créés par les membres de l'équipe frappant des plaques d'aluminium avec un marteau à des emplacements jusqu'à 100 mètres du centre du réseau.

Le réseau a ensuite effectué des enregistrements passifs des événements sismiques locaux et régionaux et des bruits ambiants de craquement et de craquement de la calotte glaciaire pendant environ 12 jours, jusqu'à ce qu'une neige d'été inhabituelle ensevelit les panneaux solaires alimentant le réseau.

Marusiak était fière d'être membre d'une équipe de démobilisation entièrement féminine, et par l'accueil chaleureux que les scientifiques ont reçu à l'AFB de Thulé. Le travail n'aurait pas été possible sans le soutien logistique fourni par la National Science Foundation, Services polaires sur le terrain, et guides locaux.

L'équipe prévoit de retourner au Groenland cet été pour tester un prototype de sismomètre qui a été conçu pour tenir compte de conditions de rayonnement plus prêtes pour la mission, vide et vibration de lancement, elle a dit.