Le Livre d'Argent

Elzen | @elzen@fadrienn.irlnc.org

@gameofhearth Super intéressant comme à chaque fois, merci beaucoup !

(Et les schémas sont toujours aussi chouettes !)

Ok, #Vulgadredi ? Il y a quelques semaines, on avait dédié un thread à détailler un peu la façon dont fonctionnent nos volcans. Mais ce phénomène n'a en fait rien de spécifique à la Terre : la même chose peut tout à fait se produire ailleurs dans l'univers… et donc, pourquoi ne pas aller voir ce que ça donne ailleurs ?

On va consacrer les seize, non, allez, disons vingt-et-un pouets de ce nouveau #VendrediVulga à aller visiter d'autres corps de notre système solaire pour regarder un peu ce qui s'y passe, et en quoi ça diffère de chez nous. Parce qu'il n'y a pas que sur Terre que l'univers qui nous entoure a largement de quoi nous émerveiller.
Photo, prise par la sonde Cassini et trouvée sur Wikimédia Commons, d'Encelade, une des lunes de Saturne. La sonde se trouvait ici du côté d'Encelade qui n'est pas éclairé, et on voit donc surtout un disque sombre (qui permet de deviner autour une très fine couche d'atmosphère), mais un fin croissant lumineux est visible en bas à gauche. Au centre de la partie éclairée, on distingue le halo lumineux de grandes projections de matière, partant particulièrement haut dans l'espace par rapport à la taille de la lune. Il s'agit d'une sorte d'éruption volcanique d'un genre assez particulier, dont on parlera plus en détails à partir du seizième pouet, donc là où on s'arrête d'habitude.

@uxor En effet, mais ça me semble quand même trop éloigné du fonctionnement d'un volcan. Mais merci pour le complément, du coup, les gens que ça intéresse aussi peuvent aller voir cette très chouette vidéo :-)

@uxor L'activité cométaire, c'est encore différent, ça ne ressemble pas vraiment à du volcanisme :-) Il n'y a pas de matière liquide qui s'accumule, mais la glace qui compose la comète se sublime sous la chaleur du Soleil.

J'avais déjà fait un thread sur les comètes : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AwyBqt6c4qOUfKUKjQ

@kipuka Oups, effectivement en relisant mon pouet était assez maladroit là-dessus. Je viens d'éditer pour reformuler un peu et renvoyer vers la précision !

21/21 Si nous sommes limités aux objets de notre système solaire, et encore car la plupart d'entre eux sont déjà trop loin pour avoir des détails facilement, nous pouvons donc constater que ceux-ci nous offrent déjà une diversité de cas d'étude assez intéressante, ce qui est assez chouette.

On va quand même s'arrêter là pour cette fois, et comme d'hab, j'espère que ça vous plaît et je compte sur vos retours, mais la semaine prochaine, on complétera donc ça en parlant un peu de la détection des exoplanètes, et en donnant plus de détails sur Titan. Les deux sujets sont trop courts pour faire un thread chacun, je pense, mais ensemble et avec un peu de Star Wars, ça devrait bien marcher.
Et juste parce que c'était triste de ne vous présenter presque que des images en noir et blanc, voici une photo de Io en vraies couleurs… même si ça reste pas mal plus terne que le jaune pétant qu'on avait sur l'image de fin de l'autre thread. Il s'agit ici d'une mosaïque constituée de photos prises par la sonde Voyager 1, d'où le fait que certaines parties soient manquantes. On observe une surface qui apparaît, vue depuis cette altitude, globalement lisse (évidemment, un appareil plus précis et prenant sa photo de plus bas nous montrerait davantage de reliefs !), mais sur lequel on peut quand même remarquer plusieurs structures qui donnent un peu l'impression de lacs de lave (plus probablement du soufre pas réellement liquide, mais beaucoup moins rigide que la matière solide environnante), et surtout deux volcans assez imposants, Haemus Mons en bas, et en haut, Euboea Montes.

20/21 Mais en attendant qu'on retourne là-bas, un mot sur Triton. Il s'agit du plus gros satellite naturel de Neptune, la huitième et dernière planète de notre système, et il est légèrement plus gros que Pluton. Ça, plus le fait qu'il tourne autour de Neptune dans le sens inverse de celui dans lequel la planète tourne sur elle-même nous fait penser qu'il a dû être une planète naine, comme Pluton, avant d'être capturé par la gravité de Neptune et d'en devenir une lune.

Triton a été photographié par la sonde Voyager 2 lors de son passage dans le coin en 1989, et c'est sur ces photographies qu'on a identifié les tous premiers cryovolcans qu'on ait pu observer. Il fait très froid sur Triton, tellement que le sol est composé d'azote gelé, et ce volcanisme est probablement un volcanisme d'impact, la « lave » étant comme pour Encelade un mélange d'eau et d'ammoniac (qui agit comme un antigel et permet à l'eau d'être liquide à des températures aussi basses).
Photographie, prise par Voyager 2 et trouvée sur Wikimédia Commons, d'un cryovolcan identifié sur Triton. La photo est en « fausses couleurs », c'est-à-dire qu'il s'agit d'une composition de trois photos en noir et blanc (deux prises en lumière visible, à deux fréquences différentes, et une prise dans les ultraviolets) qui ont été ramenées sur les canaux rouge, vert et bleu pour nous permettre de voir davantage de détails à la fois. On a donc l'impression de voir un sol globalement violet, mais ça ne correspond pas aux couleurs naturelles de cette lune. On voit ici globalement une portion rectangulaire de la surface avec environ au centre (légèrement sur la gauche) une zone plus sombre qui correspond à un cratère avec une coulée.

19/21 Malheureusement, au moment où la sonde est passée, aucune éruption n'était en cours. Ça aurait été un coup de bol beaucoup trop beau. N'empêche qu'on se doutait déjà de la présence de volcans depuis le moment où on a constaté que Pluton avait une fine atmosphère, puisque ce sont les volcans qui ont initialement formé celle de la Terre, et c'est probablement aussi le cas ailleurs.

Et donc quand on a trouvé, sur les photos, des structures ayant environ la bonne forme, on les a examiné avec attention. Ça a pris le temps d'être vérifié, puisque si les images ont été prises en 2015, la confirmation date de 2022. Mais donc il y a bien des cryovolcans sur Pluton, et ils semblent avoir une assez grande probabilité d'être encore actifs, ce qui évidemment donne envie d'en apprendre davantage.
Photographie prise par New Horizons (et trouvée sur la page Wikipédia de Pluton) du mont Wright, un des deux cryovolcans confirmés de la planète naine. On voit globalement un sol sombre (la photo est encore une fois en noir et blanc), avec pas mal de reliefs, et au centre, on reconnaît à peu près la forme d'un cratère. Malheureusement, aucune coulée ne vient rendre les choses encore plus remarquables, mais on verra ce que photographiera la prochaine sonde !

18/21 La seule autre planète naine qu'on ait pu voir de près jusque là, c'est Pluton. Et on la connaît nettement moins bien : pour pouvoir l'atteindre en une durée de temps à peu près raisonnable (en l'occurrence neuf ans), la sonde New Horizons a dû accélérer tellement qu'elle n'avait aucun moyen de pouvoir freiner une fois sur place.

Toutes les images de Pluton vue de près dont nous disposons ont été prises pendant le créneau de quarante minutes pendant lequel la sonde était à la bonne distance pour ça. C'est trop peu pour voir une évolution dans le temps, évidemment, mais c'est déjà suffisant pour avoir quelques détails.

Et si vous vous demandez pourquoi Pluton n'est pas comptée comme une planète, je vous remet au cas où le lien vers ma vidéo : https://skeptikon.fr/w/47e8f219-4bf5-4b06-ad76-4f6fcc499d03

17/21 Il y a aussi très vraisemblablement des cryovolcans sur Titan, une autre des lunes de Saturne, mais celle-ci suffisamment impressionnante pour presque mériter son thread à elle toute seule, donc je ne vais pas m'étendre là-dessus pour l'instant, on y reviendra. On va plutôt partir voir du côté des planètes naines.

Celle qu'on connaît le mieux, pour avoir eu une sonde qui a tourné autour un bon moment, est Cérès, à la découverte de laquelle j'avais consacré un thread il y a quelques mois. Comme je l'avais dit à l'époque, elle semble avoir eu une activité cryovolcanique par le passé, mais être maintenant trop froide pour ça, ce qui lui reste d'activité venant d'impacts d'astéroïdes.

Mais si vous voulez aller relire en détail, c'est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AyMztvDdmCsEVRGpYe

16/21 De l'eau qui jaillit du sol sous la pression, sur Terre, on appelle plutôt ça un geyser, et c'est donc ce nom qu'on a d'abord utilisé pour désigner le phénomène assez impressionnant qui a lieu sur Encelade, une lune glacée de Saturne. Mais cette activité est maintenant plutôt qualifiée de « cryovolcanique », donc de volcanisme de glace.

La zone située près du pôle sud d'Encelade et baptisée les « rayures du tigre » semble avoir un comportement général assez proche de celui d'un volcanisme de point chaud, à ceci près donc que la roche est ici de la glace d'eau et que le point « chaud » est à des températures négatives. Notons qu'Encelade est nommée d'après le géant mythologique enterré sous la Sicile et dont les colères provoqueraient les éruptions de l'Etna… quelque part, ça correspond.
Photo prise par la sonde Cassini (et trouvée sur la page Wikipédia d'Encelade) montrant les gigantesques « geysers » ayant lieu sur cette lune. Vue de beaucoup plus près que la photo d'ouverture, mais elle aussi en noir et blanc, cette image présente Encelade en bas, et les jaillissements d'eau sous pression forment un halo lumineux qui occupe toute la moitié haute de l'image. Une partie de ses projections forme la très fine couche d'atmosphère d'Encelade, tandis qu'une autre est capturée par l'influence gravitationnelle de Saturne et alimente en matière l'anneau le plus externe de la planète géante.

15/21 En effet, on a fait le tour de tout ce qu'on pouvait espérer trouver dans notre système solaire comme volcans « classiques » : partout ailleurs, il fait beaucoup trop froid pour de la lave basaltique comme la nôtre. Mais, comme pour les marées, le phénomène ne dépend pas de la composition de la matière qui est affectée.

On connaît, sur Terre, un volcan dont les laves ne sont pas basaltiques, j'en parlais dans l'autre thread. Ailleurs dans notre système solaire, une matière solide qui se met à fondre, s'accumule sous la surface, et finit par jaillir quand la pression devient trop forte, on croise ça aussi avec d'autres matériaux… comme par exemple la glace et l'eau.
Photographie, trouvée sur la page Wikipédia dédiée aux geysers, du Steamboat, un geyser de Yellowstone connu pour être un des plus grands sur Terre. On voit sur l'image un sol rocheux avec des arbres en arrière-plan, et au milieu, de fortes projections d'eau ressemblant un peu aux projections de lave ayant lieu lors d'une éruption volcanique. Il faut dire que les geysers sont souvent liés à l'activité volcanique : c'est la présence d'une chambre magmatique en profondeur qui va provoquer la montée en température et en pression de l'eau jusqu'à ce qu'elle jaillisse ainsi. C'est donc un processus un peu différent de celui dont on va parler maintenant, qui se passe à des températures beaucoup plus froide et où l'eau occupe directement le rôle joué chez nous par le magma.

14/21 Jupiter étant très lourde, on pense que les effets de marée sont également suffisants pour provoquer l'apparition de volcans sur la deuxième de ses quatre lunes principales, Europe. Pas en surface, cette fois-ci, mais au fond de l'océan qui est piégé sous sa surface glacée. Une activité volcanique qui ressemblerait donc aux cheminées hydrothermales qu'on trouve sur Terre.

C'est une des raisons qui nous font penser que la vie pourrait apparaître là-bas ; je vous renvoie de nouveau au thread sur l'habitabilité des planètes dont j'ai donné le lien plus haut et où je détaillais un peu plus. Mais tant qu'à parler d'une lune glacée, ça va nous permettre de diversifier un peu nos recherches.
Infographie représentant une vue en coupe de l'intérieur probable d'Europe. On voit tout en bas le fond solide de l'océan, avec une accumulation de magma à l'intérieur. Celui-ci provoque des cheminées hydrothermales un peu plus haut, dont on voit les remontées de gaz au travers de l'océan. En haut de l'image, la surface de cette lune, constituée d'une épaisse couche de glace qui se déchire parfois en crevasse. Ici, on voit l'eau remonter ponctuellement à la surface pour provoquer une sorte de geyser… ou plutôt une forme particulière de volcanisme dont on va parler dans les pouets suivants. En l'absence d'atmosphère, l'eau ne peut pas rester liquide en surface, mais ce type de projections, que certaines sondes ont déjà pu détecter de loin, pourraient éventuellement, si on arrivait à en récupérer un échantillon, permettre de détecter d'éventuelles traces de vie originaires d'Europe sans pour autant devoir creuser et plonger sous les profondeurs de cette lune. L'image que je vous présente ici est d'ailleurs une partie d'une infographie plus grande, que j'ai trouvée sur Wikimédia Commons, mais qui provient à l'origine du site de la NASA et était destinée à expliquer ce à quoi on pourrait s'attendre dans ce cas en vue de préparer la mission Europa Clipper, actuellement en vol en direction de Jupiter.

13/21 L'activité volcanique continue est d'ailleurs à l'origine de l'aspect général du satellite : sa couleur majoritairement jaune est due à la présence en grande quantité de soufre à sa surface, craché par tous ces volcans (même si elle est en réalité moins jaune qu'on en a l'habitude, la plupart des images qu'on croise d'elle ayant des couleurs rehaussées pour mieux en apprécier les nuances).

Cette lune est tellement active que nous avons pu observer des différences dans sa « géographie » entre ses survols par la sonde Galileo en 1999 et par la sonde New Horizons (celle qui partait explorer Pluton, qui est passée à proximité de Jupiter pour accélérer) en 2007, donc en moins de dix ans !
Comparaison (trouvée sur la page Wikipédia de Io) des photos prises par Galileo et New Horizons. Quoique l'angle soit légèrement différent, l'apparence de cette lune sur les deux photos est globalement similaire… à l'exception d'une zone située en bas de chacune des deux images (cerclée pour attirer le regard dessus) où une formation géologique assez imposante a pas mal changé d'aspect, en raison vraisemblablement de plusieurs coulées de lave.

12/21 Tout est donc réuni pour des marées particulièrement impressionnantes. Tout, sauf l'eau liquide, bien évidemment. Mais peu importe : on a vu la semaine dernière que la matière solide de notre Terre se déforme également sous l'attraction de la Lune (et réciproquement). Chez nous, ça a une amplitude assez limitée ; mais entre Jupiter et Io, c'est autre chose.

Côté Jupiter, le gaz peut se déplacer librement, et ça donne donc quelque chose qui ressemble un peu plus à nos marées à nous. Côté Io, ces déformations continues de la matière solide provoquent un échauffement, qui conduit une partie de la roche à fondre, et à remonter à la surface : on retrouve le mécanisme habituel de formation d'un volcan, sauf qu'il est ici imposé par la présence de la géante gazeuse.
Photo de Io prise par la première sonde Voyager en 1979, trouvée sur Wikimédia Commons. On a bien sûr des images en nettement meilleure résolution et en couleurs depuis (j'en avais d'ailleurs mise une en conclusion du précédent thread sur les volcans, histoire de teaser un peu pour ce thread-ci), mais j'ai préféré vous mettre celle-là ici car c'est historiquement la toute première image de volcanisme extraterrestre qui ait été prise. Et l'éruption principale est assez impressionnante, puisque le jet de matière mesure presque un quart du diamètre de la lune : on pourrait presque avoir l'impression de voir un deuxième corps céleste en arrière-plan. Notons que je précise « éruption principale » car on en voit en fait deux sur la même image : la tache claire située un peu plus bas, juste derrière le terminateur, est également provoquée par une projection de lave.

11/21 Et donc le même effet peut se produire avec n'importe quels autres corps assez lourds et suffisamment proches l'un de l'autre. Or, Jupiter est non seulement la plus grosse, mais aussi la plus lourde de toutes les planètes : sa masse à elle toute seule est supérieure à celles des sept autres planètes réunies.

Quant à Io, qui est légèrement plus grosse que notre Lune à nous (≃3600km de diamètre contre ≃3400), elle est aussi la plus dense de toutes les lunes du système solaire, ce qui aide également. Et elle orbite autour de Jupiter à une distance moyenne de ≃421 800 kilomètres, soit pas tellement plus loin de la géante gazeuse que notre Lune ne l'est de nous (≃384 400 kilomètres dans notre cas).
Comparaison, pour compléter celle donnée au pouet trois, des objets du système solaire de taille inférieure ou égale à celle de notre planète (trouvée sur Wikimédia Commons, et avec les noms des objets donnés en anglais). Sur la ligne principale, on voit, dans l'ordre, d'abord la Terre et Vénus, presque de la même taille, puis Mars, puis encore Ganymède, Titan, Mercure et Callisto qui ont des tailles très similaires bien que seule Mercure soit une planète (Ganymède et Callisto sont des lunes de Jupiter, Titan une lune de Saturne). Ensuite, plus petites, on trouve Io, notre Lune et Europe, puis enfin Triton (dont on reparlera plus bas) et Pluton. Au passage, cela fait donc de notre Lune la cinquième plus grosse de toutes les lunes du système solaire, et celle qui est la plus grande par rapport à sa planète (Charon est plus grande par rapport à Pluton, mais Pluton est une planète naine, et pas une planète, voyez la vidéo liée au pouet 18 si jamais). Une deuxième ligne en haut nous liste une série de corps plus petits, tous des lunes, et toujours de la plus grosse à la plus petite : Titania, Rhéa, Obéron, Japet, Charon, Umbriel, Ariel, Dione, Thétys, Encelade, Miranda, Protée, Mimas et Néréide. Ce n'est pas précisé ici, et j'ai failli avoir la flemme de vérifier, mais Obéron, Titania, Miranda, Ariel et Umbriel tournent autour d'Uranus, tandis que Protée et Néréide autour de Neptune. Comme Encelade dont on va reparler très vite, Rhéa, Thétys, Japet, Dioné et Mimas tournent pour leur part autour de Saturne. J'avoue que de mémoire, je n'en aurais retrouvé qu'environ la moitié, et encore. À noter qu'aucune planète naine à part Pluton n'est listée ici, ce qui est un peu triste (ça peut se comprendre vu qu'on ne sait pas encore à quoi ressemblent la plupart d'entre elles, mais on aurait au moins pu ajouter Cérès, dont on a des photos vues de près depuis aussi longtemps que pour Pluton).

10/21 Mais si notre Lune peut avoir des volcans, c'est aussi le cas de celles d'autres planètes, et ça va nous permettre de nous pencher sur un autre type de volcanisme, encore un peu différent : le volcanisme de marées, que l'on va rencontrer principalement sur Io, satellite de Jupiter.

On a parlé du phénomène des marées la semaine dernière. On a notamment mentionné le fait que, si la façon exacte dont elles se manifestent dépend de tout un tas de facteurs, le phénomène en lui-même est à la base tout simple : l'attraction gravitationnelle mutuelle entre deux corps, en l'occurrence la dernière fois la Terre et la Lune.

Bon, le Soleil joue un peu aussi, etc., mais pour le bazar, retournez lire par là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B4guWlrmqXuPUnovbc

9/21 Et donc, plusieurs structures visibles sur notre satellites résultent d'une activité volcanique, partiellement due volcanisme d'impact. Les parties plus sombres, qui ont été appelées « mers lunaires » parce qu'à une époque on pensait que la différence de couleur était due à la présence d'eau, résultent vraisemblablement de coulées de lave (les plus grandes formations étant probablement dues à du volcanisme classique, cf la réponse de @kipuka plus bas).

S'il n'y a aucun volcan actif actuellement sur la Lune, plusieurs études réalisées au cours de ces douze dernières années semblent cependant indiquer que de la lave a coulé sur notre satellite au cours de notre Cénozoïque, il y a moins de cinquante millions d'années, ce qui veut dire qu'il nous reste encore pas mal de choses à découvrir à ce sujet.
Photo trouvée sur la page Wikipédia de la Lune et prise par l'équipage d'Apollo 17 montrant la mer des Pluies, une formation géologique de plus d'un millier de kilomètres de large. La zone résulte d'abord d'un impact gigantesque survenu il y a un peu moins de quatre milliards d'années, qui a ensuite été rempli de lave. La photo nous montre au premier plan une zone sombre et peu accidentée, avec un nombre de cratères (d'impact, pas volcaniques) plutôt limité, qui correspond à la mer des Pluies elle-même, et un peu plus loin, l'océan des Tempêtes, une zone avec davantage de reliefs et une surface globalement plus claire. On voit dans la mer des Pluies un cratère plus gros que les autres : il a été nommé Pythéas, en référence au marin phocéen qu'on a évoqué la semaine dernière. Plus loin, dans l'océan des Tempêtes, on remarque un cratère encore plus gros : il a été nommé Copernic en référence à l'astronome du seizième siècle à qui on doit le modèle héliocentrique.

8/21 À ma connaissance (qui est plus limitée la concernant), la question du volcanisme sur Mercure est plus délicate. On a identifié à sa surface plusieurs régions qui résultent vraisemblablement de coulées de lave, mais il n'est pas forcément très clair si ces coulées proviennent d'une activité interne, comme chez nous, ou plutôt d'un volcanisme d'impact.

Ce type de phénomène a lieu également sur des corps encore plus petits, comme notre Lune : quand un astéroïde ou une comète s'écrase dessus, l'impact provoque une élévation locale de la température qui peut être suffisante pour liquéfier une partie de la roche et provoquer quelques écoulements.

Et si parler d'impacts d'astéroïdes ou de comètes vous inquiète, je vous renvoie au thread sur la défense planétaire : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B1sgTCXEXtiqBYaDbs

7/21 Le point chaud qu'il y a eu à cet endroit résultait probablement d'une déformation du manteau martien ayant également provoqué l'apparition du gigantesque canyon de Valles Marineris un peu plus loin. Plusieurs volcans y ont poussé, et comme Mars non plus n'a pas de tectonique des plaques, ça n'a pas donné une sorte d'archipel comme sur Terre, mais une poignée de volcans gigantesques.

Olympus Mons est ainsi la plus haute montagne du système solaire, avec sa hauteur de trois fois notre Everest. En largeur, il fait à peu près la taille de la France métropolitaine, même si, sur cet aspect-là, Alba Mons, situé un peu plus loin, le dépasse largement (tout en ne faisant « que » 6,6 kilomètres de haut).
Photographie de Mars (trouvée sur Wikimédia Commons et prise par la sonde Al-Amal, mission martienne lancée par les Émirats arabes unis), montrant simultanément plusieurs des formations les plus impressionnantes de la planète. En haut à gauche, on voit le glacier situé au pôle nord (il y en a un autre au niveau du pôle sud, évidemment invisible ici, mais celui-ci est le plus grand des deux). Tout à droite, dans la moitié haute de l'image, on devine le début de Valles Marineris, un canyon de la largeur des USA. Mais surtout, au milieu de l'image, juste au dessus du terminateur (la limite entre le jour et la nuit sur un corps céleste) on voit le dôme de Tharsis avec ses cinq volcans principaux : à droite les Tharsis Montes, trois volcans alignés (la longueur totale de l'alignement correspond à peu près à celle de la diagonale France-Espagne), et plus à gauche, Olympus Mons, partiellement dans l'ombre, et plus haut Alba Mons, dont on devine le cratère. Ironiquement, l'angle de la photo, le terrain et la météo (on devine quelques nuages par endroits) font d'Alba Mons la partie la plus colorée de l'image.

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