Habiter sur une lune du système solaire ?

Véronique Dehant

Description

La vie telle que nous la connaissons sur Terre nécessite la présence d’eau liquide, de nutriments et d’énergie. La recherche spatiale, depuis les observations effectuées depuis la Terre jusqu’aux missions d’exploration, a permis de mettre en évidence la présence d’eau liquide dans notre système solaire, sous la surface gelée de certaines lunes de Jupiter et de Saturne. La présence d’eau liquide plus loin dans le système solaire n’est donc pas exclue. Ces mondes de glace sont-ils pour autant habitables ? Ou, autrement dit, les conditions nécessaires à la vie s’y retrouvent-elles réunies ?
Dans cet ouvrage à la portée de tous et richement illustré, l’auteur convie le lecteur à un passionnant voyage aux confins du système solaire.

Mathématicienne et géophysicienne, Véronique Dehant est Chef de Service à l’Observatoire Royal de Belgique et Professeur extraordinaire à l’Université catholique de Louvain. Auteur d’un précédent volume dans la collection, Habiter sur Mars ?, elle est Membre de l’Académie royale de Belgique et Docteur Honoris Causa de l’Observatoire de Paris.

Sujets

• Sciences
• Sciences de la vie
• Science
• Littérature

Informations

• Publié par: Académie royale de Belgique
• Nombre de lectures: 10
• EAN13: 9782803104970
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

HABITER SUR UNE LUNE DU SYSTÈME SOLAIRE ?
Véronique Dehant
Habiter sur une lune du système solaire ?
Académie royale de Belgique
rue Ducale, 1 - 1000 Bruxelles, Belgique
www.academieroyale.be
Informations concernant la version numérique
ISBN : 978-2-8031-0497-0

© 2015, Académie royale de Belgique
Collection L’Académie en poche
Sous la responsabilité académique de Véronique Dehant
Volume 65
Diffusion
Académie royale de Belgique
www.academie-editions.be
Crédits
Conception et réalisation de l'eBook : Laurent Hansen, Académie royale de Belgique
Illustration de couverture : Encelade, satellite de Saturne (Crédit : NASA/JPL/ESA)
Publié en collaboration avec
Bebooks - Editions numériques
Quai Bonaparte, 1 (boîte 11) - 4020 Liège (Belgique)
[e-mail]
www.bebooks.be

Informations concernant la version numérique
ISBN 978-2-87569-199-6
 
A propos
Bebooks est une maison d’édition contemporaine, intégrant l’ensemble des supports et canaux dans ses projets éditoriaux. Exclusivement numérique, elle propose des ouvrages pour la plupart des liseuses, ainsi que des versions imprimées à la demande.
Chères lectrices, chers lecteurs,

Après avoir écrit un livre pour la collection L’Académie en poche intitulé Habiter sur Mars ? , après avoir donné quelques conférences sur le sujet (et notamment dans le cadre du Collège Belgique, organisé par l’Académie) et voyant que vous étiez passionnés par cette question, j’ai voulu partager aussi mon intérêt pour les lunes du système solaire. Ces mondes lunaires sont extraordinaires ! Les images qui proviennent des sondes spatiales de la NASA et de l’ESA sont fabuleuses ! J’ai alors décidé d’écrire un second livre pour la collection, intitulé Habiter sur une lune du système solaire ?
Mais je ne suis pas partie d’une feuille blanche. L’équipe de planétologie de l’Observatoire Royal de Belgique tout entière s’intéresse aux lunes telluriques du système solaire et participe à des missions spatiales dont les lunes du système solaire sont les principaux objectifs, comme la mission JUICE (JUpiter ICy moon Explorer). Quelques membres de l’équipe ont d’ailleurs des responsabilités importantes dans le cadre de cette mission. C’est le cas, par exemple, de Tim Van Hoolst, Marie Yseboodt, Pascal Rosenblatt, Özgur Karatekin et moi-même. Ces scientifiques ont essentiellement travaillé sur la rotation et l’intérieur des lunes. Une meilleure connaissance de la structure interne actuelle des lunes est la clé d’une meilleure compréhension de leur évolution depuis leur formation et aussi de leur habitabilité 1 . La plupart d’entre nous savent que la rotation d’un œuf cuit-dur diffère sensiblement de celle d’un œuf cru. Cette observation simple montre que de l’information concernant l’intérieur d’un œuf peut être obtenue à partir de sa rotation. La même idée s’applique à la rotation et l’orientation de corps du système solaire. Des contraintes sur les intérieurs actuels ont été établies à partir de l’observation de petites variations périodiques de leur vitesse de rotation et de leur orientation dans l’espace. Il y a quelques années, nous avons décidé de créer un site Internet http://planets.oma.be/ISY/home_icy.php pour partager nos recherches et notre passion pour les lunes et planètes du système solaire. Une de nos étudiantes de l’époque, Rose-Marie Baland, a grandement contribué à ce site. Cette étudiante brillante a d’ailleurs fait une thèse de doctorat dans le domaine et a montré en particulier l’existence d’un océan interne à l’intérieur de Titan, la plus grande lune de Saturne, en utilisant les observations des variations de l’orientation de Titan dans l’espace. D’autre part, un collaborateur de l’équipe, Mikael Beuthe, a fait des développements théoriques qui sont pour moi des avancées majeures (voir l’explication de la forme en coque de noix de Japet, par exemple). Toutes ces informations et quelques explications sur la recherche dans le domaine avaient été rassemblées dans un site web destiné au public. C’est ce site qui a été le point de départ de ce petit livre de L’Académie en poche. Je remercie du fond du cœur tous les scientifiques de l’équipe, et Rose-Marie Baland et Mikael Beuthe en particulier, d’avoir contribué à ce petit livre.

Véronique Dehant
Membre de l’Académie
Introduction
La vie telle que nous la connaissons sur Terre nécessite la présence d’eau liquide, de nutriments et d’énergie. La recherche spatiale, depuis les observations effectuées depuis la Terre jusqu’aux missions d’exploration, a permis de mettre en évidence la présence d’eau liquide dans notre système solaire, sous la surface gelée de certaines lunes de Jupiter et de Saturne. La présence d’eau liquide plus loin dans le système solaire n’est pas exclue. Ces mondes de glace sont-ils pour autant habitables ? Ou, autrement dit, les conditions nécessaires à la vie s’y retrouvent-elles ?
Nous passerons d’abord en revue les quatre plus grands satellites de Jupiter, ou satellites galiléens, nommés ainsi en l’honneur de Galilée qui les a découverts en 1610 grâce à sa lunette astronomique. Ils se nomment, du plus proche au plus éloigné de la planète : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Si Io est quasiment dépourvu d’eau, Europe possède, sous sa surface chaotique glacée, un océan liquide salé en contact avec un manteau de silicates plus chaud. Le contact entre ce manteau et l’eau liquide permet la synthèse de nutriments indispensables à l’élaboration de la vie telle que nous la connaissons. L’eau est maintenue sous forme liquide grâce à la dissipation de marée, qui pourrait apporter l’énergie nécessaire à l’habitabilité. Ganymède et Callisto sont composés, pour la moitié de leur masse environ, de glace d’eau, et possèdent probablement un océan interne d’eau, mais semblent moins actifs qu’Europe, et donc moins propices à la vie.
On parlera également de satellites de Saturne, d’Uranus et de Neptune, mais aussi de Pluton et de Charon , les vedettes de l’été 2015, visitées par la sonde New Horizons. En particulier, Titan , la plus grande lune de Saturne, découverte par Huygens en 1655, mérite de retenir notre attention. Titan possède une atmosphère avec des phénomènes météorologiques identiques à ceux qui existent sur Terre malgré le froid qui y règne : il pleut sur Titan et on y trouve même des lacs… de méthane. On parle donc de « cycle du méthane » au lieu de cycle de l’eau, par analogie avec la Terre. L’atmosphère possède une petite fraction de composés organiques. On dit qu’elle est pré-biotique, car elle ressemblerait peut-être à l’atmosphère de la Terre avant l’apparition de la vie. Pour autant, l’eau liquide existe en grandes quantités sur Titan. Elle est présente sous la forme d’un océan interne. Autre candidat sérieux à l’habitabilité, Encelade, un autre satellite de Saturne, éjecte de la glace et de l’eau dans l’espace, à partir de geysers situés au pôle Sud et dont la source est un réservoir d’eau liquide présent sous la surface qui est maintenu dans cet état par des processus dissipatifs.
L’eau liquide dans le système solaire, en dehors de la Terre, est donc confinée à l’intérieur de satellites dits « de glace ». Ne devrions-nous donc pas nous poser la question autrement : « Habiter dans une lune de glace du système solaire ? »

Figure 1 — Vue d’artiste de la surface fracturée d’Europe, une des lunes de Jupiter que l’on voit également en arrière-plan (Crédit : NASA/JPL-Caltech).
Généralités
Que sont les satellites de glace ?
On distingue un certain nombre de satellites naturels qui, à cause de leur dimension et de leur composition, forment un groupe d’objets distincts dans le système solaire. Ils sont assez grands et donc assez massifs pour avoir une forme plus ou moins sphérique, tandis que leur surface est composée de glaces diverses (eau, méthane...). La plupart de ces satellites sont telluriques, c’est-à-dire avec une composition interne proche de celle de la Terre (un manteau rocheux et éventuellement un noyau ferreux). Sous leur glace de surface, certains possèdent de larges couches fluides (océans internes) et