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Vers la présence d’une source de méthane dans l’océan d’Encelade ?

par Edith Burgey -

Des chercheurs de l’Institut UTINAM (Université de Franche-Comté / CNRS), du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM, Aix-Marseille Université / CNRS), en collaboration avec des chercheurs du Southwest Research Institute (San Antonio, Etats-Unis), viennent de montrer que le méthane observé par la mission Cassini dans les geysers d’Encelade, un des principaux satellites de Saturne, pourrait provenir d’une source contemporaine localisée dans son océan caché. Ce résultat vient d’être publié dans la revue Geophysical Research Letters et fait l’objet d’un communiqué de presse de la NASA.

Les données de la mission NASA/ESA Cassini ont permis aux scientifiques de mieux comprendre les processus en œuvre dans l’intérieur d’Encelade, une des lunes les plus intrigantes de Saturne. Pressenti comme un monde de glace à priori inactif, Encelade a créé la surprise en 2005 lorsque Cassini a montré la présence de geysers dans la région du pôle sud, qui éjectent de la vapeur d’eau dans l’espace et alimentent l’anneau E de Saturne en particules glacées. On pense désormais qu’Encelade abrite un océan d’eau liquide enfoui sous plusieurs dizaines de kilomètres de croûte de glace, et que ces panaches proviennent de cet océan. La sonde Cassini a effectué plusieurs survols à l’intérieur des panaches qui ont permis, via la présence à bord d’un spectromètre de masse, la détermination de la composition du mélange supposé provenir de l’océan, révélant des espèces volatiles telles que l’hydrogène, le dioxyde de carbone et le méthane, en plus de l’eau.

Une équipe de scientifiques Français et Américains a étudié ce qu’il adviendrait de ces espèces dans les conditions de l’océan interne d’Encelade. En raison des hautes pressions rencontrées à ces profondeurs, ils ont montré que les clathrates, une forme particulière de la glace d’eau contenant des gaz piégés dans des cages, pourraient se former et appauvrir l’océan en espèces volatiles. Les résultats des simulations de l’équipe montrent que le méthane est très efficacement piégé dans les clathrates, et qu’il devient presque dix fois moins abondant dans l’océan que la valeur mesurée dans les geysers. Pour que Cassini puisse observer autant de méthane, celui-ci doit être rajouté dans l’océan par une source inconnue de manière encore plus rapide que sa séquestration ne le permet dans les clathrates. Les implications sont particulièrement intéressantes compte tenu du fait que le méthane peut être produit par des réactions hydrothermales ou par des sources biogéniques. La possibilité d’une activité hydrothermale dans l’océan d’Encelade est notamment appuyée par la présence de nanoparticules de silicates dans les plumes qui ont détectés par Cassini. En outre, le fond de l’océan glacial de la lune pourrait aussi abriter des points chauds, avec des températures dépassant 100°C. Une autre explication de la mesure de l’abondance du méthane par Cassini serait que les clathrates font partie du processus de formation des panaches : apportés par l’eau à des profondeurs plus faibles, ils ne peuvent plus exister en raison de la baisse de pression et se dissocient, libérant leur contenu et participant à la saturation de l’eau en gaz. De la même manière que le dioxyde de carbone fait sauter le bouchon d’une bouteille de Champagne, cette saturation en gaz ferait rejaillir l’eau en surface, qui continuerait son chemin vers l’espace jusqu’aux endroits où Cassini a réalisé ses prélèvements.

La mission Cassini, étendue jusqu’en 2017, continuera à effectuer des mesures de la composition des gaz présents dans les plumes. Ces mesures ultérieures permettront d’avoir une idée plus claire concernant les mécanismes de production de ces plumes et de mieux comprendre l’origine du méthane détecté.

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Vue schématique de la production de méthane dans l’océan interne d’Encelade. Le méthane se formerait le long de l’interface roche-eau liquide et remonterait à la surface via les plumes d’Encelade. (Illustration E. Burgey - Institut UTINAM)

Laboratoires impliqués :

  • LAM – Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Aix-Marseille Université / CNRS)
  • UTINAM – Univers, Transport, Interfaces, Nanostructures, Atmosphère et environnement, Molécules (Université de Franche-Comté / CNRS)
  • Southwest Research Institute, San Antonio, Texas, USA
  • University of Texas at San Antonio, USA

Source  :

Possible evidence for a methane source in Enceladus’ ocean. Alexis Bouquet, Olivier Mousis, J. Hunter Waite, and Sylvain Picaud, Geophysical Research Letters, published online : 11 mars 2015, DOI : 10.1002/2014GL063013

Lien vers le site de la NASA

Contacts  :

  • Olivier Mousis – olivier.mousis chez lam.fr - Tél : 06 60 85 33 92
  • Sylvain Picaud – sylvain.picaud chez univ-fcomte.fr - Tél : 03 81 66 64 78