Les nouveaux résultats fournissent une image plus complète de l’étendue des lacs de lave sur la lune Io et révèlent pour la première fois les mécanismes des processus volcaniques en cours. Ces résultats ont été obtenus grâce à l’instrument italien, financé par l’Agence spatiale italienne (ASI) JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) à bord de Juno, qui « voit » dans la lumière infrarouge non visible à l’œil humain. Les chercheurs ont publié un article sur les dernières découvertes « volcaniques » de Juno dans Nature Communications Earth and Environment.
Io fascine la communauté astronomique depuis 1610, lorsque Galileo Galilei découvrit la lune jovienne. 369 ans plus tard, la sonde Voyager de la NASA a capturé une éruption volcanique sur la Lune. Les missions Galileo et Juno ultérieures ont fait plusieurs observations d’Io et grâce à celles-ci, de nombreux détails supplémentaires sur son volcanisme ont été découverts. Les scientifiques pensent que Io, qui est étirée et comprimée comme un accordéon par la gravité des lunes proches et du massif Jupiter, est le monde le plus volcaniquement actif du système solaire. Mais bien qu’il existe de nombreuses théories sur le type d’éruptions volcaniques qui peuplent sa surface, il existe peu de données pour les étayer.
En mai et octobre 2023, Juno a effectué des survols d’Io avec une distance rapprochée d’environ 35 000 kilomètres et 13 000 kilomètres, respectivement. À l’époque, les deux survols étaient les plus proches qu’une sonde ait atteint la lune jovienne depuis plus de deux décennies. Parmi les instruments Juno qui observaient de près la lune fascinante et légèrement plus grande que la Terre se trouvait l’instrument italien JIRAM.
JIRAM a été conçu pour capturer la lumière infrarouge provenant des profondeurs intérieures de Jupiter, sondant la couche météorologique jusqu’à 50 à 70 kilomètres sous les sommets des nuages de Jupiter. Mais au cours de la mission prolongée de Juno, l’instrument a également été utilisé pour étudier les lunes Io, Europe, Ganymède et Callisto. Les images d’Io prises par JIRAM ont montré la présence d’anneaux brillants dans l’infrarouge correspondant à de nombreux « points chauds » (littéralement, points chauds, c’est-à-dire caldeiras, volcans ou coulées de lave).
“La haute résolution spatiale des images infrarouges de JIRAM, combinée à la position favorable de Juno lors des survols, a révélé que toute la surface d’Io est recouverte de lacs de lave contenus dans des structures de type caldeira (de grandes dépressions formées lors des éruptions et des effondrements du volcan)”, a déclaré Alessandro. Mura, co-chercheur Juno à l’Institut national d’astrophysique de Rome. “Nous estimons que dans la région de la surface d’Io où nous disposons des données les plus complètes, environ 3 % sont recouverts par l’un de ces lacs de lave.”
À l’embouchure des Fire Lakes
Les données du survol d’Io par JIRAM mettent non seulement en évidence les abondantes réserves de lave d’Io, mais donnent également un aperçu de ce qui pourrait se passer sous la surface. Les images infrarouges de plusieurs lacs de lave sur Io ont montré un cercle de lave extrêmement fin à la limite, entre la croûte centrale (qui recouvre la majeure partie du lac de lave) et les parois du lac. L’absence de coulées de lave au-delà du bord du lac suggère un recyclage important du magma, indiquant qu’il existe un équilibre entre ce qui entre en éruption dans les lacs de lave et ce qui est réinjecté dans le système souterrain.
“Nous avons maintenant une idée du type de volcanisme le plus fréquent sur Io : d’immenses lacs de lave où le magma monte et descend”, a déclaré Mura. « La croûte de lave est forcée de se briser contre les parois du lac, formant l’anneau de lave typique des lacs de lave hawaïens. Les parois mesurent probablement des centaines de mètres de haut, ce qui explique pourquoi on n’observe généralement pas de magma s’échappant des patères (terme désignant les caldeiras d’Io, qui sont des structures en forme de bol créées par le volcanisme) et se déplaçant à la surface de la lune.
Les données du JIRAM suggèrent que la majeure partie de la surface de ces lacs de lave sur Io est composée d’une croûte rocheuse qui monte et descend comme une seule surface en raison de la remontée et du courant descendant du magma central. La croûte touchant les parois du lac ne peut pas glisser en raison du frottement avec les parois du lac, elle se déforme donc et finit par se briser, permettant ainsi à la lave juste sous la surface de la croûte d’être visible au JIRAM.
Une hypothèse alternative reste valable : la remontée du magma au centre du lac. Dans ce scénario, la croûte isolante (bien que mince) se propage radialement par convection dans le lac puis s’enfonce sur les bords, exposant la lave.
“Nous commençons tout juste à examiner les résultats du JIRAM lors de survols rapprochés d’Io en décembre 2023 et février 2024”, a déclaré Scott Bolton, chercheur principal de Juno au Southwest Research Institute de San Antonio. « Les observations montrent de nouvelles informations fascinantes sur les processus volcaniques d’Io. En combinant ces nouvelles découvertes avec la campagne à long terme de Juno pour surveiller et cartographier les volcans des pôles nord et sud d’Io, jamais observés auparavant, JIRAM s’avère être l’un des outils les plus précieux pour comprendre le fonctionnement de ce monde troublé.
Juno a effectué son 62e survol de Jupiter, qui comprenait un survol d’Io à une altitude d’environ 29 250 kilomètres le 13 juin. Son 63e survol de la géante gazeuse est prévu le 16 juillet.
Informations sur la mission
Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, une division de Caltech à Pasadena, en Californie, gère la mission Juno pour le chercheur principal, Scott Bolton, du Southwest Research Institute de San Antonio. Juno fait partie du programme New Frontiers de la NASA, géré au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la direction des missions scientifiques de l’agence à Washington. L’Agence spatiale italienne (ASI) a financé le Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space à Denver a construit et exploite la sonde spatiale.
Plus d’informations sur Juno sont disponibles sur : https://www.nasa.gov/juno
- Cette image montre l’émission infrarouge de Chors Patera sur la lune Io de Jupiter. Il a été créé en combinant les données collectées par l’instrument Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) lors d’un survol de la lune le 15 octobre 2023.
- (source image/crédits : A. Mura / Equipe JIRAM)
- Lac de lave Pu’u ‘Ō’ō au début des années 1990 – avec l’aimable autorisation du NPS/USGS.
- Dans ce graphique, le mécanisme proposé pour la formation de l’anneau de lave : la montée et la descente du magma provoque la rupture de la croûte sur les bords du lac.
Source de l’image A. Mura
Bureau de presse de l’ASI
