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

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 satellitesatellites, 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 soi que cela fait fondre une grande partie de son manteau et cause un volcanisme particulièrement important.

Callisto est le satellite galiléen le plus éloigné de Jupiter. Sa surface est extrêmement cratérisée montre qu'aucun processus de renouvellementrenouvèlement crustal n'est en place : pas de volcanisme, pas de tectonique des plaques, rien. Les forces de friction interne liées aux marées sont faibles, si ce n'est inexistantes. La raison à cela est que Callisto n'est pas en résonance orbitale avec les autres satellites, sans compter qu'il est assez éloigné de Jupiter. N'étant pas chauffé comme les autres satellites, Callisto n'a pas pu fondre et se différencier. En résumé, ce satellite est supposé être partiellement différencié et n'a plus du tout de chaleur interne.

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 52605 260 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 lusplus 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 composée 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.

Comme dit plus haut, Ganymède possède une magnétosphère de faible intensité composée d'un champ magnétique permanent secondé par un champ transitoire dont l'intensité varie selon la proximité de Jupiter. L'origine du champ permanent est énigmatique, même si les chercheurs ont quelques pistes. Certains chercheurs ont supposé une aimantation rémanente du manteau, mais cette explication a quelques défauts : non seulement celle-ci requiert des conditions fortement improbables, avec un champ initial de 30  000 nT, mais elle échoue à expliquer le caractère dipolaire du champ magnétique. On est donc obligé de reprendre l'explication habituelle : la convection d'un noyau liquide sur une planète en rotation. Certains chercheurs supposent une convection de la couche d'eau liquide, qui aurait un caractère conducteur. Mais cela demanderait des courants de convection très rapides, proches du mètre par seconde, qu'il est actuellement impossible d'expliquer. L'explication la plus crédible est celle qui implique une convection du noyau ferreux. Mais sa convection est difficile à expliquer : on ne voit pas pourquoi le noyau serait encore liquide, d'où viendrait la chaleur interne. Mais c'est le mécanisme le plus crédible pour expliquer ce champ.

L'origine du champ transitoire est nettement mieux comprise. Ce champ transitoire est un champ dit induit, causée par le champ magnétique de Jupiter. Pour simplifier, Ganymède doit contenir un matériau conducteur, qui s'aimante quand il est exposé au champ magnétique de Jupiter. La nature du matériau conducteur d'électricité est assez simple : il s'agit de l'océan d'eau liquide sous la surface de Ganymède. Celui-ci doit contenir des électrolytes, surement du sel, le rendant conducteur. L'interaction entre vent solaire et magnétosphère Ganymédiennede Ganymède fait que des aurores polaires se forment régulièrement. Cependant, en raison de la forme du champ magnétique de Ganymède (fortement liée au champ magnétique de Jupiter), ces aurores sont situées à des latitudes assez basses, loin des pôles.

La surface d'Europe et de Ganymède n'est pas la même, Europe ayant quelques propriétés assez idiosyncratiques. Il en est de même avec la structure interne, qui est similaire à celle de Ganymède. La surface d'Europe est très peu cratérisée, ce qui indique un renouvellementrenouvèlement intense de sa surface. La faible quantité de cratères ne permet cependant pas de dater sa surface facilement, d'autant plus que l'on ne connait pas bien la fréquence des impacts sur Europe. Il est supposé que la surface d'Europe aurait quelques millions d'années, guère plus.

Certaines portions de la surface montrent des '''terrains chaotiques''', où des plaques de glace semblent se chevaucher, s'encastrer les unes dans les autres, se superposer, etc. Là encore, on peut faire le rapprochement avec la banquise terrestre, dans les portions les plus chahutées par les courants. Pour expliquer ces structures, les scientifiques supposent qu'il existerait une tectonique des plaques sur Europe. L'existence de cette tectonique des plaques expliquerait pourquoi Europe a si peu de cratères à sa surface : ils auraient été effacés par le renouvellementrenouvèlement des plaques tectoniques. Il s'agit cependant d'une tectonique des plaques bien particulière, vu que sa croute est faite de glaces ! Les lineae seraient des lignes de contact de plaques tectoniques glacées. Cette tectonique serait liée à des mouvements de convection dans les couches sous-jacentes.

On y trouve des volcans boucliers et des épanchements fissuraux de lave, la particularité d'Io étant des volcans dont les éruptions causent des panaches de grande altitude en forme de parapluies. Certaines éruptions volcaniques se traduisent par des épanchements de lave de grande dimensions, qui sortent des volcans boucliers, aussi bien des caldeiras que de leurs flancs. 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. D'autres éruptions volcaniques sont plus explosives, expulsant des cendres et des morceaux de lave à grande altitude. Elles créent de gigantesques panaches de soufre, forme de parapluie. Ceux-ci sont composés de soufre ou de dioxyde de soufre. Ils se forment lors d'une éruption volcanique, plus rarement à parti de lacs de lave, par projection de petits ejectatséjectas et de gaz depuis la lave.

Beaucoup de volcans d'Io ressemblent aux caldeiras terrestres, mais il n'est pas certain que ces structures se forment avec le même mécanisme. Pour lever cette ambiguïtéambigüité, ces structures sont appelées des '''pateras'''. La plus grande est la patera Loki, d'un diamètre de 202 kilomètres. Ces dépressions volcaniques sont souvent le lieu d'éruptions volcaniques, qui remplissent totalement ou partiellement la patera. Des lacs de lave peuvent remplir les pateras, certaines survivant durant plusieurs années. Le centre de ces lacs de lave est généralement clair et jaune comme de la lave soufrée solidifiée, contrairement aux bords plus sombres. Il est soupçonné que les lacs de lave seraient parcourus de courants de convection, la croûte de surface solide craquant sur les bords du lac de lave, exposant la lave liquide sombre.