Image de la sonde Galileo de la NASA de la lune Io de Jupiter, la troisième plus grande lune de la planète. Crédit : NASA/JPL/Université d’Arizona.
Une étude de Rutgers montre une nouvelle façon de former des dunes sur diverses surfaces célestes.
Les scientifiques se sont longtemps demandé comment JupiterLes scientifiques s’interrogent depuis longtemps sur la façon dont Io, la lune la plus intérieure de Jupiter, peut présenter des crêtes sinueuses aussi magnifiques que celles que l’on peut voir dans des films comme “Dune”. Aujourd’hui, une étude de Rutgers a présenté une nouvelle explication de la façon dont les dunes peuvent se former, même sur une surface aussi glacée et agitée que celle de Io.
L’étude, publiée dans le journal Nature Communications le 19 avril 2022, est basée sur une étude des processus physiques contrôlant le mouvement des grains couplée à une analyse des images de la mission de 14 ans de NASALa sonde Galileo de la NASAqui a permis de créer les premières cartes détaillées des lunes de Jupiter. Cette nouvelle recherche devrait élargir notre compréhension scientifique des caractéristiques géologiques de ces mondes semblables à des planètes.
Nos études indiquent la possibilité que Io soit un nouveau “monde dunaire”, a déclaré le premier auteur, George McDonald, chercheur postdoctoral au département des sciences de la Terre et des planètes de Rutgers. “Nous avons proposé, et testé quantitativement, un mécanisme par lequel les grains de sable peuvent se déplacer, et par conséquent des dunes pourraient s’y former.”
Dunes potentielles sur la lune de Jupiter Io. Une analyse indique que les matériaux sombres (en bas à gauche) sont des coulées de lave récemment mises en place, tandis que les caractéristiques répétées et linéaires qui dominent l’image sont des dunes potentielles. Les zones blanches et brillantes peuvent être des grains récemment déposés lorsque les coulées de lave vaporisent le givre adjacent. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Rutgers
Selon les connaissances scientifiques actuelles, les dunes sont, par nature, des collines ou des crêtes de sable empilées par le vent. Les scientifiques qui ont étudié Io dans le passé, tout en décrivant sa surface comme contenant des caractéristiques semblables à des dunes, ont conclu que les crêtes ne pouvaient pas être des dunes puisque les forces des vents sur Io sont faibles en raison de la faible densité de l’atmosphère lunaire.
“Ce travail nous indique que les environnements dans lesquels les dunes sont trouvées sont considérablement plus variés que les paysages désertiques classiques et sans fin sur certaines parties de la Terre ou sur la planète fictive Arrakis dans ‘Dune’ “, a déclaré McDonald.
La mission Galileo, qui a duré de 1989 à 2003, a enregistré tellement de premières scientifiques que les chercheurs étudient encore aujourd’hui les données qu’elle a recueillies. L’un des principaux enseignements tirés de ces données est l’importance de l’activité volcanique sur Io, à tel point que ses volcans refont régulièrement et rapidement surface sur le petit monde.
La surface de Io est un mélange de coulées de lave noire solidifiée et de sable, de courants de lave “effusive” et de “neige” de dioxyde de soufre. Les scientifiques ont utilisé des équations mathématiques pour simuler les forces s’exerçant sur un seul grain de basalte ou de givre et calculer sa trajectoire. Lorsque la lave se transforme en dioxyde de soufre sous la surface de la lune, son écoulement est “suffisamment dense et rapide pour déplacer les grains sur Io et peut-être permettre la formation de caractéristiques à grande échelle comme les dunes”, a déclaré McDonald.
Une fois que les chercheurs ont imaginé un mécanisme permettant la formation des dunes, ils se sont tournés vers les photos de la surface de Io prises par le vaisseau spatial Galileo pour en avoir la preuve. L’espacement des crêtes et les rapports hauteur/largeur qu’ils ont observés étaient conformes aux tendances des dunes observées sur Terre et sur d’autres planètes.
“Un travail comme celui-ci nous permet vraiment de comprendre comment le cosmos fonctionne”, a déclaré Lujendra Ojha, co-auteur et professeur adjoint au département des sciences de la Terre et des planètes. “Au final, en science planétaire, c’est ce que nous essayons de faire”.
Référence : “Aeolian sediment transport on Io from lava-frost interactions” par George D. McDonald, Joshua Méndez Harper, Lujendra Ojha, Paul Corlies, Josef Dufek, Ryan C. Ewing et Laura Kerber, 19 avril 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-29682-x
L’article comprend également des auteurs de l’Université de l’Oregon, de l’Institut de technologie du Massachusetts, de l’Université Texas A&M et du Jet Propulsion Laboratory de l’Institut de technologie de Californie.
