Prouvant que les anciennes données ne meurent jamais, les scientifiques ont découvert quelque chose de nouveau sur la lune Io de Jupiter en utilisant les données recueillies lors de la mission Galileo, qui a orbité autour de Jupiter de 1995 à 2003. Une nouvelle analyse révèle un océan souterrain de magma fondu ou partiellement fondu sous la surface de la lune volcanique, qui est la première confirmation directe de ce type de couche de magma à Io. Les scientifiques disent que l'océan sous-marin en fusion explique pourquoi la lune est l'objet le plus volcanique connu du système solaire.
"Les scientifiques sont ravis que nous comprenions enfin d'où vient le magma d'Io et avons une explication pour certaines des signatures mystérieuses que nous avons vues dans certaines des données du champ magnétique de Galileo", a déclaré Krishan Khurana, de l'Université de Californie, Los Angeles, et responsable auteur de l'étude publiée dans Science. Khurana était un ancien co-investigateur de l'équipe de magnétomètres de Galileo à l'UCLA. "Il s'avère que Io émettait continuellement un" signal sonore "dans le champ magnétique tournant de Jupiter qui correspondait à ce qui serait attendu des roches en fusion ou partiellement fondues profondément sous la surface."
Étonnamment, Io produit environ 100 fois plus de lave chaque année que tous les volcans de la Terre, et la nouvelle étude montre qu'un océan de magma mondial existe à environ 30 à 50 kilomètres (20 à 30 miles) sous la croûte de la lune. Cela explique pourquoi les volcans d'Io sont répartis sur toute sa surface, contrairement aux volcans de la Terre qui se produisent dans des points chauds localisés comme le «Ring of Fire» autour de l'océan Pacifique.
Les volcans sur Io ont été découverts en 1979 par Linda Morabito, ingénieur en navigation optique travaillant sur la mission Voyager. En regardant les images qui devaient être utilisées pour naviguer dans le Voyager, Morabito a noté ce qui semblait être un nuage en croissant s'étendant au-delà du bord d'Io. Après s'être entretenu avec ses collègues, ils ont réalisé que puisque Io n'a pas d'atmosphère, le nuage qui s'élève à des centaines de kilomètres au-dessus de la surface doit être la preuve d'un volcan incroyablement puissant.
L'énergie pour l'activité volcanique provient de la compression et de l'étirement de la lune par la gravité de Jupiter alors que Io tourne autour de la plus grande planète du système solaire.
Galileo a été lancé en 1989 et a commencé à orbiter autour de Jupiter en 1995. Les scientifiques ont remarqué des signatures inexpliquées dans les données de champ magnétique des survols Galileo d'Io en octobre 1999 et février 2000.
"Au cours de la phase finale de la mission Galileo, les modèles de l'interaction entre Io et l'immense champ magnétique de Jupiter, qui baigne la lune dans des particules chargées, n'étaient pas encore suffisamment sophistiqués pour que nous comprenions ce qui se passait dans l'intérieur d'Io", a déclaré Xianzhe. Jia, co-auteur de l'étude à l'Université du Michigan.
Des travaux récents en physique minérale ont montré qu'un groupe de roches connues sous le nom de roches «ultramafiques» deviennent capables de transporter un courant électrique important lorsqu'elles fondent. Les roches ultramafiques sont d'origine ignée ou se forment par le refroidissement du magma. Sur Terre, on pense qu'ils proviennent du manteau. Cette découverte a conduit Khurana et ses collègues à tester l'hypothèse selon laquelle l'étrange signature était produite par le courant circulant dans une couche fondue ou partiellement fondue de ce type de roche.
Les tests ont montré que les signatures détectées par Galileo étaient cohérentes avec une roche telle que la lherzolite, une roche ignée riche en silicates de magnésium et de fer trouvée à Spitzbergen, Norvège. La couche océanique de magma sur Io semble avoir plus de 50 kilomètres (30 miles d'épaisseur), constituant au moins 10% du manteau de la lune en volume. La température boursouflante de l'océan magma dépasse probablement 1 200 degrés Celsius (2 200 degrés Fahrenheit).
Dans l'animation ci-dessus, Io est baigné de lignes de champ magnétique (montrées en bleu) qui relient la région polaire nord de Jupiter à la région polaire sud de la planète. Au fur et à mesure que Jupiter tourne, les lignes de champ magnétique qui entourent Io se renforcent et s'affaiblissent. Parce que l'océan magma d'Io a une conductivité électrique élevée, il dévie le champ magnétique variable, protégeant l'intérieur de la lune des perturbations magnétiques. Le champ magnétique à l'intérieur de Io maintient une orientation verticale, même si le champ magnétique à l'extérieur de Io danse autour. Ces variations dans les signatures du champ magnétique externe ont permis aux scientifiques de comprendre la structure interne de la lune. Dans l'animation, les lignes de champ magnétique se déplacent avec une période de rotation de Jupiter d'environ 13 heures dans le cadre de repos d'Io.
Io est le seul corps du système solaire autre que la Terre connu pour avoir des volcans magma actifs, et il a été suggéré que la Terre et sa lune pouvaient avoir des océans magma similaires il y a des milliards d'années au moment de leur formation, mais ils ont depuis longtemps refroidi.
"Le volcanisme d'Io nous informe sur le fonctionnement des volcans et fournit une fenêtre temporelle sur les styles d'activité volcanique qui ont pu se produire sur la Terre et la Lune au cours de leur première histoire", a déclaré Torrence Johnson, un ancien scientifique du projet Galileo qui n'était pas directement impliqué dans la étude.
Le vaisseau spatial Galileo a été intentionnellement envoyé dans l'atmosphère de Jupiter en 2003 pour éviter toute contamination des lunes de Jupiter.
Source: JPL
