Mais quelles sont ces étranges balafres qui incisent la croûtecroûte gelée d'EnceladeEncelade, lune de SaturneSaturne ? Connues sous le nom de « rayures de tigretigre », ces 4 grandes structures linéaires situées au niveau du pôle sud attirent particulièrement l'attention des scientifiques, car elles laissent échapper d'importants jets de particules glacées provenant directement de l’océan d’eau liquide qui résiderait sous la surface. Encelade fait ainsi partie des mondes potentiellement capables d'abriter une vie extra-terrestre au sein de notre Système Solaire.

Les « rayures de tigre » visibles au niveau du pôle sud d'Encelade, image prise par la sonde Cassini en 2007. © Cassini imaging team, Nasa

Mais quel mécanisme associe ces structures et les panaches de particules de glace observés ? C'est en étudiant la récurrence de ce « cryovolcanisme » qu'une équipe de chercheurs pourrait avoir trouvé la réponse à cette question.

Des fractures dans la croûte de glace produites par les forces de marée

Les observations de cette région du pôle sud d'Encelade a révélé en effet que les jets de cristaux de glace suivaient un schéma bien particulier, avec des cycles de 32,9 heures. Or, cette durée correspond exactement à celle de la révolution d'Encelade autour de Saturne. Une coïncidence trop parfaite suggérant que les effets de marée jouent un rôle dans la production de ces panaches via la déformation de la croûte gelée d'Encelade. Un processus qui avait déjà été proposé par de précédentes études, qui suggéraient que les forces de maréeforces de marée ouvraient périodiquement les fractures que représentent les « rayures de tigre », un peu comme on écarterait les deux bords d'une plaie, laissant alors échapper l'eau liquideliquide piégée sous la surface.

Les rayures de tigre laissent passer des jets cryovolcaniques © Nasa

Une hypothèse qui ne permet cependant pas d'expliquer toutes les observations. Car dans ce cas, on observerait par cycle un seul pic d'activité cryovolcanique. Or, les données montrent qu'il y a en réalité deux pics d'activité, situés dans deux zones différentes, à deux moments différents du cycle orbital. Pour comprendre l'origine de ce phénomène, les chercheurs ont donc réalisé des simulations numériquessimulations numériques afin d'observer le mouvementmouvement des fractures sous l'effet des marées.

La faille de San Andreas transposé sur Encelade

Les résultats, publiés dans la revue Nature Geoscience, suggèrent que les « rayures de tigre » d'Encelade fonctionneraient un peu comme la célèbre faille de San Andreasfaille de San Andreas, en Californie. Au lieu que les bords des fractures s'écartent l'un de l'autre comme cela était précédemment proposé, ils glisseraient latéralement l'un par rapport à l'autre dans un mouvement que l'on appelle « décrochant » en géologiegéologie. Toutefois, à l'inverse de la faille de San Andreas dont les blocs ne se déplacent que dans un sens, toujours le même, en raison de la contrainte tectonique qui s'applique régionalement sur la croûte, les « rayures de tigre » effectueraient des va-et-vient, les blocs se déplaçant d'abord dans un sens puis dans l'autre, sous l'effet de l'évolution du cycle orbital d'Encelade.

Déplacement décrochant (dans un sens puis dans l'autre) le long des « rayures de tigre » qui sont d'immenses failles affectant la croûte gelée d'Encelade. © James Tuttle Keane

Dans ce contexte, les deux pics d'activité cryovolcanique s'expliquent par le fait que lorsque deux blocs tectoniques glissent latéralement l'un contre l'autre dans un mouvement décrochant, il se forme ce que l'on appelle des bassins « pull-apart ».

Des bassins en transtension qui libèrent les jets cryovolcaniques

Les failles ne sont en effet généralement pas linéaires. Il peut exister des sortes de décrochements, qui, lors du mouvement coulissant des deux blocs, vont alors s'ouvrir pour former des petits bassins en extension (on parle de bassin en transtension).

Formation d'un bassin en « pull-apart » le long d'une faille décrochante. © Groh64, Wikimedia Commons, cc by-sa 4.0

Ce type de structure tectonique est bien connu sur Terre, notamment sur la faille de San Andreas. Transposée au contexte bien spécifique d'Encelade, la formation de tels bassins en « pull-apart » lors du glissement des fractures des « rayures de tigre » pourrait ouvrir un passage pour les jets cryovolcaniques, la localisation du bassin variant en fonction du sens de glissement de la faille. Un schéma qui permet d'expliquer les deux pics d'activité qui se produisent de manière décalée et en deux endroits différents du pôle sud.

Ces résultats mettent en lumièrelumière l'influence continue des forces de marée sur l'évolution d'Encelade au cours de l'histoire de la petite lune. Les marées participant à réchauffer son océan intérieur, il est donc envisageable que celui-ci existe depuis longtemps, ce qui pourrait avoir d'importantes implications pour le développement d’une potentielle vie extraterrestre.

Encelade : fin du mystère des rayures de tigre sur la lune glacée

Encelade, c'est une petite lune glacée qui tourne autour de Saturne. Et elle intéresse tout particulièrement les astronomesastronomes. Car ils imaginent pouvoir y trouver des traces de vie extraterrestre. Mais aujourd'hui, ce sont les fameuses rayures de tigre que l'on peut observer du côté de son pôle sud qui font la une. Les chercheurs pensent leur avoir enfin trouvé une explication.

Article de Nathalie MayerNathalie Mayer publié le 18 novembre 2019

Depuis quelques années, les astronomes à la recherche de traces de possible vie extraterrestre s'intéressent de près à Encelade, la lune glacée de Saturne. Les données recueillies par la mission Cassini suggèrent en effet la présence d'un océan d'eau liquide sous l'épaisse couche de glace qui couvre son pôle sud. Et en 2005, la mission de la NasaNasa a photographié d'énormes jets de glace d'eau et de vapeur émanant de quatre immenses crevasses parallèles observées dans la région. Des chercheurs y ont même découvert des indices de présence de molécules organiques.

Ces crevasses sont uniques dans notre Système solaire. Les astronomes les ont affectueusement surnommées rayures de tigre et baptisées Bagdad, Le Caire, Damas et Alexandrie, en référence aux Contes des mille et une nuits. Elles sont séparées l'une de l'autre de quelque 35 kilomètres. Selon les chercheurs, elles sont au moins partiellement ouvertes sur l'océan liquide dissimulé sous la glace. Et elles mesurent 130 kilomètres de long. Des cicatricescicatrices de taille pour un satellite dont le diamètre ne dépasse pas 500 kilomètres.

Des chercheurs de la Carnegie institution for science de Washington (États-Unis) nous propose aujourd'hui un scénario pour la formation de ces étonnantes structures justement du côté du pôle sud d'Encelade. Elles résulteraient tout simplement de tensions accumulées à cet endroit. L'apparition d'une première fracture libèrerait ces contraintes, prévenant la formation de crevasses similaires du côté du pôle opposé.

En 2006, des astronomes avaient suggéré que les rayures de tigre s’étaient initialement formées ailleurs et avaient ensuite migré vers le pôle sud à la faveur de l’apparition d’un point chaud créant une bulle de faible densité. La proposition d’aujourd’hui semble plus satisfaisante. © Nasa, Esa, JPL, SSI, Cassini Imaging Team

Une part de hasard

Rappelons qu'Encelade subit de plein fouet les forces de marées gravitationnelles de sa planète, Saturne. À mesure que l'eau située sous l'épaisse coque de glace gèle avec le refroidissement du satellite, une seconde couche de glace se forme. Apparait alors un effet d'effort de traction qui va jusqu'à provoquer une fracture à l'endroit où la couche de glace apparait la plus fine. C'est-à-dire du côté de l'un des deux pôles. Et pour cela, le hasard semble avoir choisi le pôle sud.

Une fois la première fissure apparue, un geysergeyser de glace a pulvérisé de la neige sur ses flancs. Un surplus de massemasse responsable de nouvelles tensions, elles-mêmes à l'origine des trois fissures suivantes, toutes parallèles. Selon la théorie, à quelque... 35 kilomètres les unes des autres.

Des travaux plus approfondis devraient permettre de déterminer si les rayures centrales sont bien plus anciennes que les autres. Mais déjà, le modèle semble cohérent tant avec l'emplacement qu'avec l'espacement des crevasses. Et c'est finalement la petite taille d'Encelade qui expliquerait pourquoi ce paysage est unique. Sur des satellites plus massifs, en effet, le poids de la glace aurait tendance à refermer les fissures formées. De quoi encourager les astronomes à croire qu'il y a décidément bien « quelque chose de spécial sur Encelade ».