« Planétologie/Les satellites de Jupiter » : différence entre les versions

Jupiter a un grand nombre de satellites : 69 en tout ! Certains ont naturellement été étudiés plus que les autres, notamment les premiers découverts. Galilée a identifié les premiers satellites de Jupiter, qui sont aujourd'hui nommés '''satellites galiléens''' en son honneur. Ces quatre satellites sont Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ce chapitre leur est exclusivement dédié. Il faut dire que les autres satellites sont des petits corps sans particularités, très proches d’astéroïdes. Tel n'est pas le cas des satellites galiléens, qui ont une géologie des plus riches qui soit. Entre le volcanisme extrême de IO, la tectonique glacée d'Europe et Ganymède, leurs champs magnétiques et leur structure interne des plus originaleoriginales, ces satellites valent clairement le détour.

Les trois premiers satellites, Io, Ganymède et Europe, sont en résonance gravitationnelle. Cela veut dire que lorsqu'un satellite fait un tour, un autre satellite en fera deux ou trois autres. La résonance gravitationnelle a lieu quand un satellite fait N tours d'orbite quand un autre en fait M. Dans le cas des satellites galiléens, Io fait un tour quand Ganymède en fait 2 et quand Europe en fait 3. Cette remarque est très importante pour comprendre l'évolution de certains satellites, comme on le verra plus tard. En outre, les satellites ont une orbite légèrement elliptique. Les effets de marées assez intenses engendrés par Jupiter et cette configuration d'orbites, a en effet des conséquences sur la chaleur interne des satellites concernés. Pour faire simple, les effets de marée interagissent avec l'orbite elliptique : il se produit une déformation globale des satellites lors du parcours de leur orbite. Ces effets de marée engendrent des frictions dans le manteau des satellites, ce qui dissipe de la chaleur. L'effet plus important sur IO que sur les autres satellite, IO étant le satellite le plus proche de Jupiter. La puissance dissipée par ces effets de marée est 200 fois plus importante que la radioactivité interne de IO. Il va de soitsoi que cela fait fondre une grande partie de son manteau et cause un volcanisme particulièrement important.

Sa structure interne est composée d'un noyau de silicates avec assez peu de Fer mêlé dans les roches, recouvert par une couche de roches glacées. La couche de roches glacées est asse épaisse, ce qui fait que la pression varie beaucoup selon la profondeur. Les cristaux de glace vont prendre des formes différentes selon cette pression, et donc selon la profondeur. La couche de glaces est donc subdivisée en plusieurs couches, dont les systèmes cristallins sont différents : glace hexagonale en surface, monoclinique en- dessous, suivi par une couche de glace tétragonale et enfin une dernière couche de glace cubique. Le schéma ci-dessous montre la structure interne la plus probable de Callisto.

Ganymède est le plus gros des satellites du système solaire, ce qui signifie qu'il est bien plus gros que la Lune. Avec son diamètre de 5260 km, il se paie même le luxe d'être plus gros que la planète Mercure. Cependant, sa masse reste inférieure à celle de Mercure. Précisément, la masse de Ganymède est égale à 45% de la masse de Mercure. On devine rapidement que sa densité doit être lus faible que celle de Mercure, et c'est le cas : la densité de Ganymède est d'un peu moins de 2, contre plus du double pour Mercure. Cela indique que Ganymède n'est pas composécomposée que de roches, mais doit aussi être composé d'une substance plus légère, supposée être de l'eau. Cette supposition vient de l'analyse spectroscopique de la surface de Ganymède, qui est compatible avec la présence de glaces d'eau sur toute la surface du satellite.

La surface de Ganymède montre un contraste saisissant entre des zones sombres et des zones claires. Les zones sombres sont fortement cratérisées, et donc anciennes, sans traces de tectonique. Par contre, les zones claires sont faiblement cratérisées, et donc plus jeunes, sans compter qu'elles sont parcourues de sillons, de dorsales, de rainures, et autres traces de tectonique. Les mesures de datation par comptage de cratères donnent un âge de 4 milliards d'années pour les zones sombres, tandis que les zones claires sont nettement plus jeunes. La surface du satellite a donc été renouvelée par des processus encore mal connus, qui ont remodeléeremodelé sa surface glacée. Sur les zones claires, on observe de gigantesques sillons de grande taille, à l'origine incertaine. Les cratères d'impact sont fréquentfréquents sur l'ensemble de la surface du satellite. On trouve même des chaines de cratères à certains endroits bien précis. Celles-ci se forment quand une météorite se disloque avant de s'écraser.

Le satellite Europe est assez similaire à Ganymède, avec cependant quelques différences. Leur structure interne est vaguement similaire : les deux sont des corps telluriques, recouverts de glaces et d'eau liquide. Cependant, la glace est beaucoup moins épaisse, ce qui fait qu'elle perd sa structuration en couches de cristallinité différente. La couche d'eau liquide serait aussi plus épaisse et n'est pas intercalée entre deux couches de glaces. Cependant, il se pourrait que cette eau soit en réalité solide, les observations pouvant aussi s'expliquer par de la glace peu visqueuse. Des observations laissent penser que la couche de glace de surface surmonte un océan liquide, à moins qu'il ne s'agisse d'une couche de glace facilement déformable. Les cratères d'impact donnent des indices sur la profondeur de la croute de glace. Les scientifiques savent que sous la croute de glace cassante, on doit trouver une couche plus facilement déformable, au caractère dit plastique/ductile. On ne sait pas si cette couche est composée d'eau liquide ou de glaces "molles", les observations sur les cratères n'étant pas concluantes, mais on sait que la croute de glace cassante n'est pas très épaisse. Certains cratères sont entourés de fissures d'effondrement concentriques (des grabens circulaires emboités), qui ne peuvent traverser que la portion cassante du satellite (la croute, donc) et s'arrêtent au niveau de la couche ductile. Les estimations donnent une croute cassante d'une profondeur de quelques kilomètres : entre 4 et 2 selon l'endroit. En- dessous, l'intérieur du satellite devient plastique, ductile, visqueux. Pour résumer le cas le plus probable, Europe est un corps telluriquestellurique différencié, recouvert d'un océan d'eau liquide, avec une couche de glace à leur surface.

Certaines éruptions volcaniques se traduisent par des épanchements de lave de grande dimensions. La source de ces épanchements peut se trouver aussi bien dans les pateras des volcans boucliers que sur les flancs. D'autres éruptions volcaniques sont plus explosives, expulsant des cendres et des morceaux de lave à grande altitude. Elles sont de courte durée mais émettent de grandes quantités de lave. Lors de ces éruptions, des fontaines de lave sont émises par une fissure, d'une manière similaire aux éruptions fissurales sur Terre. Enfin, on peut observer des panaches de soufre, émis par les volcans. Ceux-ci sont composéescomposés de soufre ou de dioxyde de soufre et ont une forme de parapluie. Ils se forment lors d'une éruption volcanique, ou de lacs de lave, par projection de petits ejectats et de gaz depuis la lave.