L'épaisseur de la coquille de glace révèle la température de l'eau sur les mondes océaniques

Les données disponibles montrant la variation de l'épaisseur de la glace permettent déjà une prévision pour la partie supérieure de l'océan d'Encelade, une lune de Saturne, et l'étude orbitale prévue par une mission de la NASA sur la coquille de glace d'Europe devrait faire de même pour la lune jovienne, beaucoup plus grande, améliorant ainsi les conclusions de la mission quant à savoir si cela pourrait soutenir la vie.

Les chercheurs suggèrent qu'un processus appelé “pompage de glace”, qu'ils ont observé sous les plates-formes de glace de l'Antarctique, façonne probablement le dessous des coquilles de glace d'Europe et d'Encelade, mais devrait également fonctionner sur Ganymède et Titan, les grandes lunes de Jupiter et de Saturne. respectivement. Ils montrent que les plages de température dans lesquelles la glace et l'océan interagissent – des régions importantes où les ingrédients nécessaires à la vie peuvent être échangés – peuvent être calculées en fonction de la pente d'une coquille de glace et des changements du point de congélation de l'eau à différentes pressions et salinités.

“Si nous pouvons mesurer la variation d'épaisseur de ces coquilles de glace, nous serons alors en mesure d'obtenir des contraintes de température sur les océans, ce qu'il n'existe pas encore d'autre moyen de faire sans forer dans ces coquilles”, a déclaré Britney Schmidt, professeur agrégée d'astronomie et des sciences de la terre et de l'atmosphère. “Cela nous donne un autre outil pour essayer de comprendre le fonctionnement de ces océans. Et la grande question est : est-ce que des choses y vivent, ou le pourraient-elles ?”

Avec les membres actuels et anciens du Planetary Habitability and Technology Lab, Schmidt est co-auteur de « Ice-Ocean Interactions on Ocean Worlds Influence Ice Shell Topography », publié dans le Journal de recherche géophysique : Planètes.

En 2019, à l'aide du robot télécommandé Icefin, l'équipe de Schmidt a observé un pompage de glace à l'intérieur d'une crevasse sous la plateforme de glace de Ross en Antarctique.

Les chercheurs ont cartographié les plages d'épaisseur, de pression et de salinité potentielles des coquilles pour les mondes océaniques avec une gravité variable et ont conclu que le pompage de glace se produirait dans les scénarios les plus probables, mais pas dans tous. Ils ont découvert que les interactions glace-océan sur Europe pourraient être similaires à celles observées sous la plate-forme de glace de Ross, preuve que ces régions pourraient être parmi les plus semblables à la Terre sur des mondes extraterrestres, a déclaré Justin Lawrence, chercheur invité au Cornell Center. pour l'astrophysique et les sciences planétaires et responsable de programme chez Honeybee Robotics.

La sonde Cassini de la NASA a généré des données suffisantes pour prédire une plage de température pour l'océan d'Encelade, basée sur l'inclinaison de sa coquille de glace des pôles à l'équateur : de moins 1,095 degrés à moins 1,272 degrés Celsius. Connaître les températures permet de comprendre comment la chaleur circule à travers les océans et comment elle circule, affectant l'habitabilité.

Les chercheurs s'attendent à ce que le pompage de la glace soit faible sur Encelade, une petite lune (la largeur de l'Arizona) avec une topographie spectaculaire, tandis que sur la plus grande Europe – presque de la taille de la lune terrestre – ils prédisent qu'il agira rapidement pour lisser et aplatir la coquille de glace. base.

Schmidt a déclaré que ces travaux démontrent comment la recherche sur le changement climatique sur Terre peut également bénéficier à la science planétaire, raison pour laquelle la NASA a soutenu le développement d'Icefin.

“Il existe un lien entre la forme de la coquille de glace et la température de l'océan”, a déclaré Schmidt. “C'est une nouvelle façon d'obtenir plus d'informations sur les mesures des coquilles de glace que nous espérons pouvoir obtenir pour Europe et d'autres mondes.”

La recherche a été soutenue par le programme FINESST (Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology) de la NASA et par la National Science Foundation.