lune (moon)

Europe ( ) représente la plus petite et la moins massive des quatre lunes galiléennes de Jupiter. Cette lune de masse planétaire, légèrement plus petite et moins massive que la Lune terrestre, est visible depuis la Terre à l'aide de jumelles standards. En tant que lune glacée, Europe maintient l'orbite la plus proche de Jupiter parmi les trois satellites glacés galiléens. Par conséquent, sa surface semble relativement jeune, une caractéristique attribuée au réchauffement des marées.

Europe ( ) est la plus petite et la moins massive des quatre lunes galiléennes de Jupiter. Elle est observable depuis la Terre avec des jumelles communes et est une lune de masse planétaire, légèrement plus petite et moins massive que la Lune terrestre. Europe est une lune glacée et, des trois lunes glacées galiléennes, la plus proche en orbite autour de Jupiter. En conséquence, elle présente une surface relativement jeune façonnée par le réchauffement des marées.

La composition d'Europe est principalement constituée de roches silicatées, avec la présence potentielle d'un noyau de fer-nickel. Son atmosphère est exceptionnellement ténue, composée principalement d'oxygène. La surface pâle et géologiquement jeune de la Lune est caractérisée par des stries légèrement bronzées, y compris des fissures et des stries. Notamment, la surface manque de caractéristiques importantes à grande échelle telles que des montagnes ou des cratères, ce qui fait d'Europe le corps céleste solide le plus lisse connu du système solaire. Cette jeunesse et cette douceur observées sont attribuées à un océan d’eau souterraine, qui pourrait hypothétiquement héberger une vie extraterrestre. Le modèle scientifique dominant postule que la flexion des marées génère de la chaleur, maintenant l'état liquide de l'océan et facilitant le mouvement des glaces analogue à la tectonique des plaques, incorporant ainsi des produits chimiques de surface dans l'océan sous-jacent.

La présence de sel marin recouvrant certaines formations géologiques d'Europe suggère une interaction entre son océan souterrain et le fond marin. Cette interaction a des implications significatives pour l'évaluation de l'habitabilité potentielle d'Europe. En outre, le télescope spatial Hubble a identifié des panaches de vapeur d'eau, semblables à ceux observés sur la lune de Saturne, Encelade, dont on suppose qu'ils proviennent de cryogeysers en éruption. En mai 2018, les astronomes ont présenté des preuves corroborantes de l'activité du panache d'eau d'Europan, dérivées d'une réanalyse des données acquises par la sonde spatiale Galileo, qui a orbité autour de Jupiter entre 1995 et 2003. De tels phénomènes de panache pourraient faciliter la recherche de la vie dans l'océan souterrain d'Europe, évitant potentiellement la nécessité d'un alunissage. En mars 2024, les astronomes ont indiqué que la surface d'Europe pourrait contenir beaucoup moins d'oxygène que ce que suggéraient les estimations précédentes.

La découverte d'Europe est attribuée indépendamment à Simon Marius et à Galileo Galilei. Marius a ensuite donné à la lune le nom d'Europe, la mère phénicienne du roi Minos de Crète et épouse de Zeus, l'homologue grec du Jupiter romain. Au-delà des observations réalisées à partir de télescopes terrestres, Europe a été étudiée au moyen d'une série de survols de sondes spatiales, à partir du début des années 1970. La mission Galileo, initiée en 1989, a fourni la majorité des données contemporaines concernant Europe. Si aucun vaisseau spatial n'a encore réussi à se poser sur Europe, de nombreuses missions d'exploration ont été proposées. En septembre 2022, le vaisseau spatial Juno a effectué un survol rapproché, s'approchant à environ 320 km (200 miles) d'Europe, fournissant des images mises à jour. La mission Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de l'Agence spatiale européenne, lancée le 14 avril 2023, est une mission ciblant principalement Ganymède mais qui comprendra deux survols d'Europe. La mission Europa Clipper de la NASA a débuté le 14 octobre 2024.

Découverte et nomenclature

Europe, aux côtés des trois autres lunes substantielles de Jupiter (Io, Ganymède et Callisto), a été identifiée par Galileo Galilei le 8 janvier 1610, avec une découverte indépendante potentielle par Simon Marius. Le 7 janvier, Galilée avait observé Io et Europe simultanément grâce à un télescope réfringent à grossissement 20 × à l'Université de Padoue ; cependant, la résolution limitée a empêché leur distinction en tant qu'entités distinctes. La soirée suivante marqua sa première observation d'Io et d'Europe en tant que corps célestes distincts.

La lune tire son appellation d'Europe, figure de la mythologie grecque identifiée comme la fille du roi phénicien de Tyr. Comme tous les satellites galiléens, Europe doit son nom à un amant de Zeus, l'équivalent grec de Jupiter. Europe a été courtisée par Zeus et est ensuite devenue reine de Crète. Ce système de nomenclature a été proposé par Simon Marius, qui a crédité Johannes Kepler de la suggestion originale :

Jupiter est fréquemment censuré par les poètes pour ses liaisons romantiques illicites. Trois jeunes filles sont particulièrement citées comme ayant été courtisées avec succès par Jupiter en secret : Io, fille du fleuve Inachus ; Callisto, fille de Lycaon ; et Europe, fille d'Agénor. Il y avait aussi Ganymède, le joli fils du roi Tros, que Jupiter, prenant l'apparence d'un aigle, transporta vers le ciel sur son dos, comme le racontent les fables poétiques... Par conséquent, je crois que je ne me tromperai pas si je désigne le premier comme Io, le deuxième comme Europe, le troisième, en raison de sa grandeur lumineuse, comme Ganymède, et le quatrième comme Callisto...

Ces noms sont ensuite tombés en disgrâce pendant une période significative, pour ne retrouver une utilisation généralisée qu'au milieu du 20e siècle. Historiquement, une grande partie de la littérature astronomique faisait référence à Europe par sa désignation en chiffres romains, Jupiter II—un système également établi par Galilée—ou simplement comme le deuxième satellite de Jupiter. La découverte d'Amalthée en 1892, dont l'orbite est plus proche de Jupiter que les lunes galiléennes, reclasse Europe comme troisième satellite. D'autres découvertes effectuées par les sondes Voyager en 1979 ont révélé trois satellites internes supplémentaires, positionnant Europe comme le sixième satellite de Jupiter, bien que la désignation Jupiter II persiste. La forme adjectivale établie pour Europe est Europan.

Historiquement, la littérature astronomique n'attribuait pas de symboles aux lunes planétaires autres que celle de la Terre. Denis Moskowitz, un ingénieur logiciel reconnu pour avoir conçu la plupart des symboles de planètes naines, a proposé un symbole pour Europe : un epsilon grec (représentant l'initiale d'Europe) intégré à la barre transversale du symbole de Jupiter (). Cependant, ce symbole proposé n'a pas été largement adopté.

Orbite et rotation

Europa termine une orbite autour de Jupiter en environ 3,55 jours, en maintenant un rayon orbital d'environ 670 900 km. Son orbite est presque circulaire, avec une faible excentricité de 0,009, et présente une inclinaison mineure de 0,470° par rapport au plan équatorial de Jupiter. Conformément aux autres satellites galiléens, Europe est verrouillée par les marées avec Jupiter, garantissant qu'un hémisphère fait perpétuellement face à la planète géante. Par conséquent, il existe un point sous-jovien à la surface d'Europe, où Jupiter serait observé directement au-dessus. Le premier méridien d'Europe est défini par une ligne traversant ce point spécifique. Cependant, des recherches récentes indiquent que ce verrouillage des marées pourrait ne pas être complet, proposant une rotation non synchrone dans laquelle Europe tourne plus vite que sa période orbitale, ou du moins l'a fait historiquement. Cette hypothèse implique une asymétrie dans la distribution de masse interne d'Europe et la présence d'une couche liquide souterraine séparant sa croûte glacée d'un intérieur rocheux.

L'excentricité mineure de l'orbite d'Europe, entretenue par les perturbations gravitationnelles des autres lunes galiléennes, induit une oscillation du point sous-jovien d'Europe autour de sa position moyenne. Lorsque Europe s'approche de Jupiter, l'attraction gravitationnelle accrue provoque l'allongement de la lune le long de l'axe Jupiter-Europe. À l’inverse, à mesure qu’Europe s’éloigne de Jupiter, la diminution de la force gravitationnelle permet à la Lune de revenir à une forme plus sphérique, générant d’importantes marées au sein de son océan. L'excentricité orbitale d'Europe est perpétuellement renforcée par sa résonance de mouvement moyen avec Io. Cette flexion des marées « pétrit » par conséquent l’intérieur d’Europe, fournissant une source de chaleur interne qui alimente potentiellement son océan liquide et stimule l’activité géologique souterraine. L'origine ultime de cette énergie est l'énergie de rotation de Jupiter, que Io extrait via les marées qu'elle élève sur Jupiter, la transférant ensuite à Europe et Ganymède par résonance orbitale.

L'examen des motifs de fissures distinctifs d'Europe suggère que la Lune a pu tourner autour d'un axe incliné à un moment donné de son histoire. Si elle est confirmée, cette hypothèse pourrait élucider de nombreuses caractéristiques observées sur Europe. Le vaste réseau de fissures qui se croisent sur Europe enregistre les contraintes induites par les immenses marées au sein de son océan mondial. Une éventuelle inclinaison axiale d'Europe pourrait avoir un impact significatif sur les calculs concernant les archives historiques préservées dans sa coquille gelée, la quantité de chaleur générée par les marées océaniques et la durée de l'état liquide de son océan. La couche de glace doit se déformer pour s'adapter à ces changements, se fracturant lorsque la contrainte dépasse sa tolérance. Une inclinaison axiale pourrait indiquer que les fissures d'Europe sont considérablement plus récentes qu'on ne l'avait estimé précédemment. En effet, la direction du pôle de spin pourrait changer de plusieurs degrés par jour, complétant ainsi une période de précession de quelques mois. De plus, une inclinaison axiale pourrait influencer les estimations de l'âge des océans d'Europe. On pense que les forces de marée génèrent la chaleur nécessaire pour maintenir l'océan d'Europe à l'état liquide, et une inclinaison axiale intensifierait ce réchauffement de marée. Cette production accrue de chaleur aurait permis à l’océan de persister sous forme liquide pendant une durée prolongée. Néanmoins, le moment de ce déplacement hypothétique de l'axe de rotation reste indéterminé.

Propriétés groupées

Europe possède un diamètre légèrement plus petit que la Lune terrestre. Avec un diamètre dépassant 3 100 kilomètres (1 900 mi), elle se classe comme la sixième plus grande lune et le quinzième plus grand corps céleste du système solaire. Parmi les satellites galiléens, il présente la masse la plus faible. Sa densité apparente observée indique une ressemblance de composition avec les planètes telluriques, comprenant principalement des roches silicatées.

Structure interne

On suppose que l'Europe possède une couche aqueuse externe d'environ 100 kilomètres (62 mi) d'épaisseur, partiellement solidifiée sous forme de croûte et existant partiellement sous forme d'océan liquide souterrain. L'analyse des récentes données de champ magnétique acquises par l'orbiteur Galileo a révélé un champ magnétique induit sur Europe, résultant de son interaction avec le champ magnétique de Jupiter. Ce phénomène implique fortement l’existence d’une couche conductrice souterraine. Cette couche conductrice est considérée comme un océan d’eau liquide saline. De plus, on estime que certaines régions de la croûte terrestre ont connu des rotations approchant les 80 degrés, indiquant une quasi-inversion (un phénomène cohérent avec un véritable dérapage polaire). Une rotation aussi importante serait improbable si la glace était rigidement couplée au manteau sous-jacent. Il est également probable qu'Europe abrite un noyau de fer métallique.

Océan souterrain

Un consensus scientifique prévaut postule l'existence d'une couche d'eau liquide sous la surface d'Europe, maintenue dans son état fluide par l'énergie thermique dérivée de la flexion des marées. Les températures de surface sur Europe sont en moyenne d'environ 110 K (−160 °C ; −260 °F) à l'équateur et de seulement 50 K (−220 °C ; −370 °F) aux pôles, rendant sa croûte glacée aussi rigide que du granit. Les premières indications d'un océan souterrain sont apparues à partir d'analyses théoriques du réchauffement des marées, phénomène résultant de l'orbite légèrement excentrique d'Europe et de sa résonance orbitale avec les autres satellites galiléens. Les chercheurs associés à l'équipe d'imagerie Galileo plaident en faveur de la présence d'un océan souterrain, basant leurs arguments sur l'examen des images des missions Voyager et Galileo. Une illustration frappante de cette hypothèse est le « terrain de chaos », une caractéristique de surface répandue sur Europe que certains scientifiques interprètent comme des zones où l'océan souterrain a percé la croûte glacée qui la recouvre. Cependant, cette interprétation reste sujette à débat. La majorité des géologues spécialisés dans les études sur l'Europe soutiennent le modèle de la « glace épaisse », selon lequel l'océan est rarement, voire jamais, directement interfacé avec la surface actuelle. Des preuves irréfutables soutenant le modèle de glace épaisse proviennent d'enquêtes sur les vastes cratères d'Europe. Ces structures d'impact importantes sont caractérisées par des anneaux concentriques et semblent être remplies de glace immaculée relativement plate. Sur la base de ces observations et calculs de chaleur générée par les marées Europan, on estime que la croûte de glace solide externe a environ 10 à 30 kilomètres (6 à 20 mi) d'épaisseur, englobant une couche ductile de « glace chaude ». Cela suggère que l'océan liquide sous-jacent pourrait s'étendre jusqu'à une profondeur d'environ 100 kilomètres (60 mi). Par conséquent, le volume estimé des océans d'Europe est de 3 × 10¹⁸ m§89§, ce qui représente deux à trois fois le volume total des océans de la Terre.

À l'inverse, le modèle de glace mince propose que la coquille de glace d'Europe pourrait n'avoir que quelques kilomètres d'épaisseur. Néanmoins, la majorité des planétologues affirment que ce modèle prend principalement en compte les couches supérieures de la croûte européenne, qui présentent un comportement élastique sous l'influence des forces de marée de Jupiter. Un exemple illustratif est l'analyse de flexion, dans laquelle la croûte d'Europe est conceptualisée comme un plan ou une sphère soumise à un poids et à une flexion par une charge substantielle. De tels modèles indiquent que la composante élastique externe de la croûte de glace pourrait être atténuée jusqu'à 200 mètres (660 pieds). Si la coquille de glace d'Europe n'avait effectivement que quelques kilomètres d'épaisseur, ce modèle de « glace mince » implique que l'intérieur liquide pourrait interagir régulièrement avec la surface via des crêtes ouvertes, facilitant ainsi la genèse d'un terrain chaotique. En outre, des impacts importants pénétrant toute la croûte de glace pourraient également servir de mécanisme d’exposition du sous-sol de l’océan. Cependant, des études publiées en 2026 suggèrent que le fond marin d'Europe pourrait actuellement présenter une quiétude géologique. La modélisation de l'intérieur silicaté de la Lune indique que la croûte rocheuse possède une résistance suffisante pour résister à la fracturation par les forces de marée contemporaines, limitant potentiellement l'énergie chimique accessible à la vie sur le fond marin. Par conséquent, selon ce modèle, tout processus capable de maintenir des conditions habitables sur le fond marin européen doit actuellement fonctionner indépendamment de l'activité tectonique en cours.

Composition

L'orbiteur Galileo a détecté un faible moment magnétique sur Europe, induit par la composante fluctuante du champ magnétique de Jupiter. L'intensité du champ magnétique à l'équateur, environ 120 nT, généré à ce moment, est environ un sixième de celui de Ganymède et six fois celui de Callisto. La présence de ce moment magnétique induit nécessite une couche hautement conductrice d'électricité à l'intérieur d'Europe. Un important océan souterrain d'eau salée liquide est considéré comme l'explication la plus probable de ce phénomène.

Depuis le survol d'Europe par le vaisseau spatial Voyager en 1979, les chercheurs se sont efforcés de déterminer la composition du matériau brun rougeâtre recouvrant les fractures et autres caractéristiques de la surface. L'analyse spectrographique indique que les stries et formations plus sombres et rougeâtres à la surface d'Europe peuvent contenir de fortes concentrations de sels, tels que le sulfate de magnésium, déposés par l'évaporation de l'eau provenant de l'intérieur. L'acide sulfurique hydraté présente une explication alternative pour le contaminant observé spectroscopiquement. Néanmoins, étant donné que ces substances sont incolores ou blanches à l'état pur, un composant supplémentaire doit contribuer à la teinte rougeâtre, les composés soufrés étant le principal suspect.

Une hypothèse alternative propose que les régions colorées soient constituées de composés organiques abiotiques, collectivement appelés tholins. La morphologie des cratères d'impact et des crêtes d'Europe suggère la remontée de matière fluidisée provenant de fractures où se produisent la pyrolyse et la radiolyse. La formation de tholins colorés sur Europe nécessite à la fois une source de matériaux constitutifs (carbone, azote et eau) et une source d'énergie pour piloter les réactions. On suppose que les impuretés présentes dans la croûte de glace d'eau d'Europe proviennent de l'intérieur via des événements de resurfaçage cryovolcanique et s'accumulent depuis l'espace sous forme de poussière interplanétaire. Les tholins ont des implications astrobiologiques importantes, contribuant potentiellement à la chimie prébiotique et à l'abiogenèse.

L'existence de chlorure de sodium dans l'océan interne d'Europe est déduite d'une caractéristique d'absorption à 450 nm, caractéristique des cristaux de NaCl irradiés. Cette caractéristique a été identifiée dans les observations du télescope spatial Hubble (HST) de régions chaotiques, qui sont présumées être des sites de remontées souterraines récentes. L'océan souterrain d'Europe contient également du carbone, comme en témoignent les concentrations de dioxyde de carbone observées sur la glace de surface de Tara Regio, une zone géologiquement récemment refaite à la surface. Les observations de l'instrument NIRSpec du télescope spatial James Webb (JWST) indiquent que l'hémisphère nord présente de la glace d'eau cristalline sous la surface, avec de la glace amorphe prédominante à la surface. À l’inverse, dans les régions de Tara et Powys de l’hémisphère sud, la glace d’eau cristalline est répandue à la fois en surface et dans les strates plus profondes. Ces deux régions subissent probablement une recristallisation thermique continue, étant donné que le rayonnement de Jupiter induit une amorphisation des particules dans les 10 microns supérieurs sur une période inférieure à 15 jours.

Une nouvelle analyse des spectres infrarouges historiques de Galilée d'Europe a découvert une faible bande d'absorption à une longueur d'onde de 2,2 μm, attribuée à l'ammoniac. La position spécifique de cette bande suggère que l'ammoniac existe soit sous forme d'hydrate d'ammoniac, soit sous forme de chlorure d'ammonium. L'intensité de cette bande est en corrélation avec des caractéristiques de surface linéaires ou en bandes, ce qui implique que l'ammoniac est récemment remonté du dessous de la surface par le biais d'un cryovolcanisme effusif ou de processus analogues. L'inclusion d'ammoniac dans l'eau océanique pourrait réduire considérablement la température de fonte des glaces, ce qui pourrait entraîner un océan plus épais et chimiquement réduit.

Plumes

En 2012, le télescope spatial Hubble a capturé une image d'Europe, qui a été interprétée comme un panache de vapeur d'eau sortant du voisinage de son pôle sud. Cette image indiquait que le panache pourrait atteindre une altitude de 200 km (120 mi), dépassant 20 fois la hauteur du mont Everest ; cependant, des observations et des modélisations ultérieures suggèrent que les panaches typiques d'Europan pourraient être considérablement plus petits. Il a été émis l'hypothèse que si des panaches sont présents, ils sont épisodiques et ont tendance à se manifester lorsque Europe est à son apocentre par rapport à Jupiter, ce qui est cohérent avec les prédictions de la modélisation de la force de marée. D'autres preuves d'imagerie provenant du télescope spatial Hubble ont été divulguées en septembre 2016.

En mai 2018, les astronomes ont présenté des preuves corroborantes de l'activité du panache d'eau sur Europe. Ces preuves proviennent d'une analyse critique révisée des données acquises par la sonde spatiale Galileo, qui a tourné autour de Jupiter de 1995 à 2003. Lors de son survol en 1997, Galileo est passée à moins de 206 km (128 mi) de la surface d'Europe, ce qui a conduit les chercheurs à émettre l'hypothèse qu'il aurait pu traverser un panache d'eau. La présence d'une telle activité de panache pourrait considérablement faciliter les enquêtes sur la vie potentielle dans l'océan souterrain d'Europe, évitant ainsi la nécessité d'un alunissage.

L'Europe subit des forces de marée environ 1 000 fois plus puissantes que celles exercées par la Lune sur Terre. Encelade est la seule autre lune du système solaire connue pour présenter des panaches de vapeur d'eau. Le taux d'éruption estimé d'Europe est d'environ 7 000 kg/s, nettement supérieur à celui des panaches d'Encelade, estimés à environ 200 kg/s. Si ces panaches étaient confirmés, ils offriraient à un vaisseau spatial l'opportunité d'effectuer un survol et de collecter des échantillons pour une analyse in situ. Cette approche éliminerait la nécessité pour un atterrisseur de percer des kilomètres de glace.

Une étude publiée en novembre 2020 dans la revue scientifique à comité de lecture Geophysical Research Letters a postulé que les panaches d'Europe pourraient provenir de l'eau contenue dans sa croûte, plutôt que de son océan souterrain. Utilisant des images de la sonde spatiale Galileo, le modèle de l'étude suggère qu'une synergie de congélation et de pressurisation pourrait expliquer au moins une partie de l'activité cryovolcanique observée. L'hypothèse selon laquelle le cryovolcanisme sur Europe pourrait être initié par la congélation et la pressurisation de poches de liquide dans la croûte glacée a été initialement avancée par Sarah Fagents de l'Université d'Hawaï à Mānoa, qui, en 2003, a été pionnière dans la modélisation et la publication de recherches sur ce mécanisme. Un communiqué de presse du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, faisant référence à l'étude de novembre 2020, a indiqué que les panaches provenant de poches de liquide en migration pourraient offrir un environnement moins propice à la vie. Cette habitabilité diminuée est attribuée à une insuffisance de sources d'énergie substantielles pour les organismes, contrastant avec les évents hydrothermaux proposés sur le fond océanique souterrain.

Sources d'énergie thermique

L'énergie thermique d'Europe provient principalement du réchauffement des marées, un phénomène résultant du frottement des marées et des processus de flexion des marées induits par l'accélération des marées. Ce mécanisme implique la dissipation de l'énergie orbitale et rotationnelle sous forme de chaleur dans le noyau de la Lune, son océan interne et sa croûte glacée.

Friction de marée

Dans les océans d'Europe, les forces de marée sont transformées en chaleur par le biais de pertes par friction, résultant de l'interaction entre l'eau, le fond marin solide et la croûte de glace sus-jacente. Fin 2008, une hypothèse a émergé suggérant que Jupiter pourrait maintenir la chaleur des océans d'Europe en induisant d'importants raz de marée planétaires, en raison de l'obliquité mineure mais non nulle d'Europe. Ce processus génère des ondes de Rossby, qui se propagent à un rythme relativement lent (quelques kilomètres par jour seulement) mais peuvent accumuler une énergie cinétique considérable. Sur la base de l'estimation actuelle de l'inclinaison axiale de 0,1 degré, la résonance des ondes de Rossby devrait englober 7,3×10¹⁸ Joules d'énergie cinétique, une magnitude deux mille fois supérieure à l'énergie associée aux flux excités par les forces de marée primaires. La dissipation de cette énergie est considérée comme une source potentielle de chaleur primaire pour l'océan d'Europe.

Flexion de marée

Le processus de flexion des marées déforme l'intérieur d'Europe et sa coquille de glace, générant ainsi de la chaleur. L'ampleur de cette production de chaleur dépend du degré d'inclinaison axiale ; la chaleur générée par le flux océanique pourrait dépasser celle produite par la flexion du noyau rocheux d'Europe – une réponse à l'influence gravitationnelle de Jupiter et de ses autres lunes – par des facteurs allant de 100 à plusieurs milliers. Cette flexion continue pourrait également chauffer le fond marin d'Europe, provoquant potentiellement une activité hydrothermale analogue au volcanisme sous-marin observé dans les océans terrestres.

Des recherches publiées en 2016, englobant à la fois des données expérimentales et une modélisation des glaces, suggèrent que la dissipation de la flexion des marées peut produire un ordre de grandeur plus de chaleur dans la glace d'Europe que ce que les scientifiques avaient estimé précédemment. Ces résultats indiquent que la majorité de la chaleur générée dans la glace provient de la déformation de sa structure cristalline (réseau), plutôt que des forces de friction entre les grains de glace individuels. Par conséquent, une déformation accrue de la calotte glaciaire est directement corrélée à une plus grande génération de chaleur.

Désintégration radioactive

Au-delà du réchauffement des marées, l'intérieur d'Europe reçoit également de la chaleur provenant du chauffage radiogénique, résultant de la désintégration des isotopes radioactifs dans son manteau rocheux. Cependant, les modèles et les données observés indiquent des flux de chaleur environ cent fois supérieurs à ceux attribuables uniquement au chauffage radiogénique, ce qui suggère fortement que le réchauffement par marée est le mécanisme thermique prédominant en Europe.

Environnement de surface

Cryosphère et caractéristiques de surface

L'Europe est reconnue comme le corps céleste le plus lisse identifié dans le système solaire, caractérisé par l'absence de caractéristiques topographiques significatives telles que des montagnes et de grands cratères d'impact. Les marques distinctives traversant la surface d'Europe sont principalement des variations d'albédo, mettant en évidence de subtils changements topographiques. La rareté des cratères d'impact sur Europe est attribuée à sa forte activité tectonique, qui se traduit par une surface géologiquement jeune. L'analyse de ces cratères révèle la présence de sels hydratés, probablement excavés du sous-sol, avec un minimum d'acide sulfurique, suggérant leur formation par des impacts relativement récents. La croûte glacée de la lune présente un albédo (réflectivité de la lumière) de 0,64, parmi les plus élevés observés pour toutes les lunes du système solaire. Cette réflectivité élevée, associée aux estimations de la fréquence des bombardements cométaires, suggère une surface géologiquement jeune et active, avec un âge estimé allant de 20 à 180 millions d'années.

Des hypothèses suggèrent que les régions équatoriales d'Europe pourraient présenter des pointes de glace, appelées pénitentes, pouvant atteindre des hauteurs allant jusqu'à 15 mètres. On pense que ces formations résultent du rayonnement solaire direct au-dessus de l'équateur, qui provoque la sublimation de la glace et le développement ultérieur de fissures verticales. Bien que les images existantes de l'orbiteur Galileo n'aient pas la résolution requise pour une confirmation définitive, les données radar et thermiques concordent avec cette hypothèse.

Lignées

Parmi les caractéristiques de surface les plus importantes d'Europe figurent les stries linéaires sombres, appelées lineae (anglais : lignes), qui traversent toute la surface globale. Une analyse détaillée indique un déplacement relatif des bords de la croûte sur les côtés opposés de ces fissures. Les bandes les plus étendues peuvent dépasser 20 km (12 mi) de largeur, affichant fréquemment des zones périphériques sombres et diffuses, des stries cohérentes et une région centrale composée de matériaux plus clairs.

L'hypothèse dominante postule que les lignes d'Europe sont issues d'une séquence d'éruptions de glace chaude, se produisant lorsque la croûte lunaire se séparait progressivement, exposant des couches souterraines plus chaudes. Ce processus serait analogue à l'expansion du fond marin observée au niveau des dorsales médio-océaniques de la Terre. Ces nombreuses fractures sont largement attribuées à la flexion des marées induite par l'influence gravitationnelle de Jupiter. Étant donné le verrouillage des marées d'Europe avec Jupiter, qui garantit une orientation cohérente par rapport à la géante gazeuse, les modèles de contraintes qui en résultent devraient présenter une configuration distincte et prévisible. Néanmoins, seules les fractures les plus récentes sur Europe correspondent à ce schéma prédit ; les fractures plus anciennes présentent des orientations progressivement divergentes. Cet écart pourrait s'expliquer par un scénario dans lequel la surface d'Europe tourne légèrement plus vite que son intérieur, un phénomène potentiellement facilité par un océan souterrain qui découple mécaniquement la croûte de glace du manteau rocheux, combiné à l'attraction gravitationnelle de Jupiter sur la coquille de glace externe. Des analyses comparatives des images des vaisseaux spatiaux Voyager et Galileo ont établi une limite supérieure pour ce glissement hypothétique de la croûte. On estime qu'une rotation complète de la coque rigide externe par rapport à l'intérieur d'Europe nécessitera au moins 12 000 ans. Les recherches sur les images Voyager et Galileo ont également découvert des indications de subduction à la surface d'Europe, ce qui implique que, semblable à l'analogie entre les fissures et les crêtes océaniques, les plaques crustales glacées, analogues aux plaques tectoniques de la Terre, sont recyclées à l'intérieur de la Lune. Cette double preuve de propagation de la croûte sur des bandes spécifiques et de convergence en d'autres endroits suggère le potentiel d'une tectonique active des plaques sur Europe, présentant des similitudes avec les processus terrestres. Néanmoins, il est peu probable que les mécanismes physiques sous-jacents régissant cette tectonique des plaques européennes reflètent précisément ceux qui conduisent la tectonique des plaques terrestres, étant donné que les forces de résistance contre les mouvements potentiels des plaques de type terrestre au sein de la croûte européenne dépassent considérablement les forces motrices potentielles.

Chaos et Lenticulae

Les caractéristiques supplémentaires observées sur Europe incluent des lenticulae circulaires et elliptiques (en latin pour "taches de rousseur"). Ceux-ci se manifestent sous diverses formes, notamment des dômes, des creux et des taches lisses et sombres. Certains présentent une texture chaotique ou accidentée. Les sommets de ces dômes ressemblent souvent à des fragments des anciennes plaines environnantes, indiquant leur formation par soulèvement depuis le dessous de la surface.

Une hypothèse dominante postule que ces lenticules ont été formées par des diapirs de glace chaude remontant à travers la glace plus froide de la croûte externe, analogue aux intrusions magmatiques dans la lithosphère terrestre. Les taches lisses et sombres peuvent provenir de l’eau de fonte extrudée lorsque la glace plus chaude perce la surface. À l'inverse, on suppose que les lenticules accidentées et chaotiques (par exemple, Conamara Chaos) résultent de nombreux fragments de la croûte terrestre enchâssés dans une matrice sombre et inégale, ressemblant à des icebergs à la dérive dans un océan solidifié.

À l'inverse, une hypothèse alternative propose que les lenticules constituent des régions chaotiques mineures et que les prétendus creux, taches et dômes sont des artefacts issus d'une surinterprétation des éléments initiaux, imagerie Galileo basse résolution. Cette perspective implique que la coquille de glace n'a pas une épaisseur suffisante pour soutenir le modèle de diapirisme convectif pour ces formations géologiques.

En novembre 2011, une équipe de recherche, comprenant des scientifiques de l'Université du Texas à Austin, a présenté des résultats indiquant que de nombreuses formations de « terrain de chaos » sur Europe recouvrent de vastes lacs d'eau liquide souterrains. Ces corps lacustres seraient entièrement encapsulés dans la coquille de glace externe d'Europe, séparés de l'océan liquide plus profond qui se trouverait en dessous. La confirmation définitive de ces lacs nécessite une mission spatiale dédiée, capable d'étudier physiquement ou indirectement la coquille de glace, par exemple grâce à la technologie radar. En outre, des phénomènes chaotiques pourraient résulter d'une fonte accrue de la coquille de glace et du dépôt ultérieur de glace marine dans les régions de basse latitude, provoqués par un chauffage non uniforme.

Des recherches menées par des scientifiques du Williams College indiquent que le terrain chaotique pourrait signifier des endroits où des impacts cométaires ont brisé la croûte de glace, atteignant un océan souterrain.

Environnement radiatif

La dose de rayonnement ionisant à la surface d'Europe est d'environ 5,4 Sv (540 rem) par jour terrestre, un niveau suffisant pour provoquer une maladie grave ou la mortalité chez les humains exposés pendant une période de 24 heures. Notamment, un jour européen s'étend environ 3,5 fois sur la durée d'un jour terrestre.

Composition atmosphérique

L'Europe possède une atmosphère ténue et extrêmement mince, souvent caractérisée comme une exosphère, comprenant principalement de l'oxygène avec des quantités mineures de vapeur d'eau. Cet oxygène est essentiellement généré par des processus abiotiques. En raison de la surface glaciale et glacée d'Europe, les interactions avec le rayonnement ultraviolet solaire et les particules chargées (ions et électrons) de la magnétosphère de Jupiter induisent la formation de vapeur d'eau, qui est ensuite immédiatement dissociée en ses atomes d'oxygène et d'hydrogène constitutifs. Les atomes d'hydrogène les plus légers échappent ensuite à l'attraction gravitationnelle d'Europe, tandis que l'oxygène reste. Cette atmosphère délimitée en surface est principalement formée par radiolyse, un processus impliquant la dissociation de molécules par rayonnement. L'atmosphère d'oxygène qui en résulte peut s'étendre jusqu'à une altitude de 190 km (120 mi) au-dessus de la surface d'Europe. L'oxygène moléculaire constitue le composant atmosphérique le plus dense en raison de sa durée de vie prolongée ; en revenant à la surface, il n'adhère pas (ne gèle) pas comme les molécules d'eau ou de peroxyde d'hydrogène mais se désorbe, initiant une autre trajectoire balistique. À l’inverse, l’hydrogène moléculaire n’atteint jamais la surface, possédant suffisamment de légèreté pour échapper au champ gravitationnel d’Europe. Europe fait partie d'un groupe restreint de lunes du système solaire, dont Titan, Io, Triton, Ganymède et Callisto, qui possèdent une atmosphère quantifiable. De plus, Europe est reconnue comme l'une des nombreuses « lunes glacées » du système solaire, caractérisée par d'importants réservoirs de substances volatiles sous forme de glace.

L'activité géologique d'Europe est également mise en évidence par l'émission continue de mélanges hydrogène-oxygène dans l'espace. Par conséquent, la composition atmosphérique de la Lune nécessite un renouvellement constant en raison de l’évacuation des particules. De plus, Europe possède une magnétosphère modeste, estimée à environ 25 % de la force de celle de Ganymède. Sa taille fluctue cependant à mesure qu'Europe traverse le champ magnétique de Jupiter. Cette variabilité conforte l'hypothèse d'un élément conducteur, tel qu'un océan souterrain important, sous sa croûte glacée. Des recherches approfondies sur l'atmosphère d'Europe indiquent qu'une partie des molécules d'oxygène n'est pas libérée dans l'exosphère. Cette fraction non quantifiée d’oxygène peut être absorbée par la surface et ensuite pénétrer dans le sous-sol. Compte tenu de l’interaction potentielle entre la surface et l’océan souterrain, cet oxygène moléculaire pourrait potentiellement atteindre l’océan, facilitant ainsi les processus biologiques. Une estimation, basée sur le taux de renouvellement dérivé de l'âge maximum d'environ 0,5 milliard d'années de la glace de surface d'Europe, propose que la subduction d'espèces oxydantes produites par radiolyse pourrait entraîner des concentrations d'oxygène libre océaniques comparables à celles trouvées dans les océans profonds de la Terre.

L'émission progressive d'oxygène et d'hydrogène conduit à la formation d'un tore neutre encerclant le plan orbital d'Europe. Ce nuage neutre a été observé par les vaisseaux spatiaux Cassini et Galileo, présentant une densité atomique et moléculaire plus élevée que le nuage neutre associé à la lune intérieure de Jupiter, Io. Son existence a été définitivement établie grâce à l’imagerie de l’Atome Neutre Energétique (ENA). Le tore autour d'Europe subit une ionisation lorsque les particules neutres échangent des électrons avec des particules chargées. Parce que le champ magnétique d'Europe tourne à une vitesse supérieure à sa vitesse orbitale, ces ions se déposent le long de la trajectoire de son champ magnétique, générant ainsi un plasma. On suppose que ces ions contribuent au plasma observé dans la magnétosphère de Jupiter.

Le 4 mars 2024, les astronomes ont indiqué que la surface d'Europe pourrait contenir beaucoup moins d'oxygène que ce qui était estimé précédemment.

Découverte atmosphérique

L'atmosphère d'Europe a été initialement identifiée en 1995 par D. T. Hall et ses collègues, à l'aide de l'instrument spectrographe haute résolution Goddard à bord du télescope spatial Hubble. Cette découverte a reçu une confirmation supplémentaire en 1997 de la part de l'orbiteur Galileo pendant sa phase opérationnelle au sein du système Jovian. L'orbiteur Galileo a mené trois événements d'occultation radio impliquant Europe, au cours desquels la communication radio de la sonde avec la Terre a été momentanément interrompue alors qu'elle passait derrière la Lune. Grâce à l'analyse de l'impact de l'atmosphère ténue d'Europe sur le signal radio précédant et suivant immédiatement ces occultations, totalisant six événements distincts, une équipe de recherche dirigée par A. J. Kliore a confirmé l'existence d'une couche ionisée dans l'atmosphère d'Europe.

Conditions climatiques et phénomènes atmosphériques

Malgré l'existence d'un tore gazeux, Europe manque de nuages générateurs de conditions météorologiques. Dans l'ensemble, Europe ne présente aucun vent, aucune précipitation ou couleur de ciel perceptible, car sa force gravitationnelle est insuffisante pour conserver une atmosphère suffisamment robuste pour supporter de telles caractéristiques. L'accélération gravitationnelle d'Europe est d'environ 13 % de celle de la Terre. Les températures de surface sur Europe varient de -160 °C à l'équateur à -220 °C à ses pôles. On estime que l'océan souterrain d'Europe maintient une température proche de 273 K (0 °C). Il est théorisé qu'en raison du réchauffement radioactif et des marées, certaines régions des profondeurs océaniques d'Europe pourraient être à peine plus froides que les océans de la Terre. Les recherches indiquent en outre que l'océan d'Europe était initialement assez acide, caractérisé par des concentrations élevées de sulfate, de calcium et de dioxyde de carbone. Néanmoins, sur une période de 4,5 milliards d'années, il a évolué pour devenir riche en chlorure, présentant ainsi des similitudes avec les océans de la Terre, qui contiennent 1,94 % de chlorure.

Efforts d'exploration

Les calculs gravitationnels du début du XXe siècle ont indiqué une composition riche en eau pour Europe, une découverte corroborée par les observations terrestres de Gerard Kuiper en 1957, qui ont confirmé sa composition en glace d'eau.

L'exploration initiale d'Europe a commencé avec les vaisseaux spatiaux Pioneer 10 et 11 effectuant des survols de Jupiter en 1973 et 1974, respectivement. Ces premières photographies en gros plan présentaient une résolution limitée par rapport aux missions ultérieures. En 1979, les deux sondes Voyager ont traversé le système jovien, produisant des images plus complexes de la surface couverte de glace d'Europe, faisant allusion à la présence potentielle d'un océan liquide souterrain. De 1995 à 2003, la sonde spatiale Galileo a tourné autour de Jupiter pendant huit ans, fournissant ainsi l'analyse la plus complète des lunes galiléennes jusqu'à présent. Cette mission comprenait la « Mission Galileo Europa » et la « Mission Galileo Millennium », comportant de multiples rencontres rapprochées avec Europe. Par la suite, en 2007, New Horizons a capturé des images d'Europe lors de son transit à travers le système jovien en route vers Pluton. Plus récemment, en 2022, l'orbiteur Juno a effectué un survol d'Europe à une distance de 352 km (219 mi).

L'Agence spatiale européenne (ESA) a désigné le Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) comme mission à venir en 2012. Bien que cette mission comprenne deux survols d'Europe, son principal objectif scientifique est Ganymède. Lancé en 2023, JUICE devrait arriver à Jupiter en juillet 2031, après un voyage de huit ans et quatre manœuvres d'assistance gravitationnelle.

Le Planetary Science Decadal Survey des États-Unis a recommandé une mission vers Europe en 2011. Par conséquent, la NASA a lancé des études conceptuelles pour un atterrisseur Europe, une mission de survol d'Europe (Europa Clipper) et un orbiteur Europe au cours de la même année. La composante orbiteur proposée se concentrerait principalement sur les recherches scientifiques océaniques, tandis que la composante à survols multiples (Clipper) mettrait l'accent sur les analyses chimiques et énergétiques. Le 13 janvier 2014, la commission des crédits de la Chambre des représentants a dévoilé une proposition législative bipartite allouant 80 millions de dollars pour soutenir ces études conceptuelles de mission Europe en cours.

En juillet 2013, le Jet Propulsion Laboratory (JPL) et le Laboratoire de physique appliquée (APL) ont présenté un concept raffiné pour une mission de survol d'Europe, désignée Europa Clipper. En mai 2015, la NASA a confirmé son approbation pour le développement de la mission Europa Clipper et a divulgué les instruments scientifiques prévus. L'objectif principal d'Europa Clipper est d'étudier l'habitabilité d'Europe et de faciliter la sélection de sites d'atterrissage appropriés pour une mission d'atterrissage ultérieure. Plutôt que d'orbiter directement autour d'Europe, l'Europa Clipper est conçu pour orbiter autour de Jupiter et exécuter 45 survols d'Europe à basse altitude tout au long de sa durée de vie opérationnelle. La charge utile de la sonde comprend un radar pénétrant dans la glace, un spectromètre infrarouge à ondes courtes, un imageur topographique et un spectromètre de masse ionique et neutre. Cette mission a débuté par son lancement le 14 octobre 2024, à l'aide d'une fusée Falcon Heavy.

Missions futures

Les spéculations concernant la vie extraterrestre ont accru l'importance d'Europe, favorisant un plaidoyer cohérent en faveur de missions exploratoires ultérieures. Les objectifs de ces efforts proposés vont de l’analyse de la composition chimique d’Europe à la recherche de preuves de vie extraterrestre dans ses océans souterrains supposés. Les missions robotiques ciblant Europe doivent être conçues pour résister à l’environnement de rayonnement intense qui prévaut autour de Jupiter. Compte tenu de sa profonde immersion dans la magnétosphère de Jupiter, Europe est exposée quotidiennement à environ 5,40 Sv de rayonnement.

• L'Europa Lander représente un concept de mission contemporain de la NASA actuellement en cours d'évaluation. Des recherches menées en 2018 indiquent que la surface d'Europe pourrait être caractérisée par de hautes formations de glace dentelées, posant des défis importants pour toute éventuelle opération d'atterrissage.

• Le Buoyant Rover for Under-Ice Exploration (BRUIE) est un prototype de véhicule sous-marin autonome en cours de développement par le JPL, destiné à l'exploration des océans souterrains d'Europe à la recherche de vie extraterrestre.

Propositions historiques

Au début des années 2000, le Jupiter Europa Orbiter dirigé par la NASA et le Jupiter Ganymede Orbiter dirigé par l'ESA ont été proposés conjointement comme mission du système Europa Jupiter, une mission phare de la planète extérieure ciblant les lunes glacées de Jupiter, avec un lancement prévu en 2020. En 2009, cette mission conjointe a reçu la préséance sur le système Titan Saturn. Mission. Parallèlement, d'autres propositions étaient à l'étude, notamment le projet japonais Jupiter Magnetospheric Orbiter.

Le Jovian Europa Orbiter est né d'une étude conceptuelle de l'ESA Cosmic Vision en 2007. Un concept alternatif, appelé Ice Clipper, envisageait d'utiliser un impacteur semblable à celui utilisé dans la mission Deep Impact. Cette approche impliquait une collision contrôlée avec la surface d'Europe pour produire un panache de débris, qui serait ensuite échantillonné par un vaisseau spatial plus petit traversant le panache.

Le Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) représentait un concept de vaisseau spatial propulsé par fission, partiellement développé, équipé de propulseurs ioniques, qui a finalement été abandonné en 2006. Cette initiative faisait partie du projet Prometheus. Une Mission Europa Lander complémentaire a été proposée, envisageant un petit atterrisseur Europa à propulsion nucléaire conçu pour accompagner JIMO. L'orbiteur servirait également de relais de communication crucial vers la Terre pour l'atterrisseur.

La mission Europa Orbiter visait à caractériser l'étendue de l'océan souterrain d'Europe et sa relation avec l'intérieur plus profond de la Lune. La charge utile d'instrument proposée comprenait un sous-système radio, un altimètre laser, un magnétomètre, une sonde Langmuir et une caméra de cartographie. Bien que Europa Orbiter ait reçu l'approbation en 1999, il a ensuite été annulé en 2002. Une caractéristique clé de cet orbiteur était un radar spécialisé pénétrant dans la glace, destiné à scanner sous la surface de la lune.

Des propositions plus ambitieuses ont été avancées, comme la combinaison d'un impacteur avec une foreuse thermique pour rechercher des biosignatures potentiellement préservées dans la glace souterraine peu profonde.

Une autre proposition, introduite en 2001, décrit une « sonde de fusion » à propulsion nucléaire, ou cryobot, conçue pour pénétrer dans la glace jusqu'à ce qu'elle atteigne l'océan sous-jacent. En atteignant l’eau, ce cryobot déploierait un véhicule sous-marin autonome, ou hydrobot, chargé de collecter des données et de les transmettre à la Terre. Le cryobot et l’hydrobot nécessiteraient des procédures de stérilisation rigoureuses pour empêcher la détection d’organismes terrestres au lieu de la vie indigène et pour éviter de contaminer l’océan souterrain. Cette approche conceptuelle n'a pas encore atteint une étape de planification formelle.

Habitabilité

Actuellement, aucune preuve directe ne confirme l'existence de la vie sur Europe ; cependant, la Lune est considérée comme l’un des endroits les plus prometteurs du système solaire en termes d’habitabilité potentielle. La vie pourrait potentiellement prospérer dans son océan sous la glace, éventuellement dans des environnements analogues aux sources hydrothermales des profondeurs océaniques de la Terre. Même en l'absence d'activité hydrothermale volcanique, une enquête de la NASA menée en 2016 a indiqué que des concentrations d'hydrogène et d'oxygène comparables à celles de la Terre pourraient être générées par des processus tels que la serpentinisation et la production d'oxydants dérivés de la glace, qui n'impliquent pas directement le volcanisme. En 2015, des scientifiques ont signalé que des sels provenant d'un océan souterrain pourraient recouvrir certaines caractéristiques géologiques d'Europe, suggérant une interaction entre l'océan et le fond marin. Cette interaction pourrait être significative pour évaluer l'habitabilité d'Europe. La présence probable d'eau liquide en contact avec le manteau rocheux d'Europe a intensifié les appels à une mission de sonde dédiée.

L'énergie dérivée des forces de marée alimente des processus géologiques importants à l'intérieur d'Europe, reflétant, bien qu'à un degré beaucoup plus prononcé, ceux observés sur sa lune sœur Io. Même si Europe, comme la Terre, peut posséder une source d'énergie interne issue de la désintégration radioactive, l'énergie générée par la flexion des marées dépasserait considérablement toute contribution radiologique de plusieurs ordres de grandeur. Les emplacements potentiels pour la vie sur Europe comprennent les zones autour des sources hydrothermales au fond de l'océan, sous le fond de l'océan où l'on sait que des endolithes existent sur Terre, accrochés à la surface inférieure de la couche de glace d'Europe, semblables aux algues et aux bactéries des régions polaires de la Terre, ou librement suspendus dans l'océan d'Europe. Si les océans d'Europe sont excessivement froids, des processus biologiques analogues à ceux de la Terre pourraient ne pas se produire ; s'ils sont trop salins, seuls les halophiles extrêmes pourraient survivre. En 2010, un modèle proposé par Richard Greenberg de l'Université d'Arizona suggérait que l'irradiation de la glace à la surface d'Europe pourrait saturer sa croûte d'oxygène et de peroxyde. Ces composés pourraient ensuite être transportés vers l’océan intérieur via des processus tectoniques. Un tel mécanisme pourrait oxygéner l'océan d'Europe à des niveaux comparables à celui de la Terre d'ici environ 12 millions d'années, permettant potentiellement l'existence de formes de vie complexes et multicellulaires.

Des études indiquent la présence de lacs d'eau liquide entièrement enfermés dans la coquille de glace externe d'Europe, distincts de l'océan liquide plus profond que l'on suppose se trouver en dessous. De plus, des poches d'eau qui forment des crêtes de glace en forme de M lors du gel à la surface, similaires à celles observées au Groenland, ont été identifiées. Si ces caractéristiques aquatiques étaient confirmées, elles représenteraient des habitats potentiels supplémentaires pour la vie. De plus, le peroxyde d'hydrogène semble être répandu sur une partie importante de la surface d'Europe. Étant donné que le peroxyde d’hydrogène se décompose en oxygène et en eau lorsqu’il est mélangé à de l’eau liquide, les chercheurs suggèrent qu’il pourrait servir de source d’énergie cruciale pour les formes de vie rudimentaires. Cependant, le 4 mars 2024, les astronomes ont signalé que la surface d'Europe pourrait contenir considérablement moins d'oxygène que ce qui avait été estimé précédemment.

Les modèles d'habitabilité contemporains pour Europe, mis à jour en 2026, intègrent désormais un fond marin « géologiquement calme ». L'absence de failles actives implique que les systèmes hydrothermaux à haute énergie, tels que les « fumeurs noirs », sont improbables sur Europe à l'époque actuelle. Bien que la circulation de fluides à basse température puisse persister dans les fonds marins supérieurs, une diminution du taux d’interaction eau-roche restreindrait considérablement l’énergie chimique et les couples redox essentiels au maintien de la vie chimioautotrophe. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que même si Europe a pu présenter historiquement une plus grande activité géologique en raison d’une excentricité orbitale plus élevée, elle pourrait actuellement manquer des mécanismes tectoniques nécessaires au maintien d’une biosphère prospère. Par conséquent, tout processus capable de maintenir des conditions habitables sur le fond marin européen aujourd'hui doit fonctionner indépendamment de l'activité tectonique en cours.

Des minéraux de type argileux, en particulier les phyllosilicates, qui sont fréquemment liés à la matière organique sur Terre, ont été identifiés sur la croûte glacée d'Europe. La présence de ces minéraux pourrait être attribuée à un impact impliquant un astéroïde ou une comète. Certains scientifiques ont émis l'hypothèse que la vie terrestre aurait pu être éjectée dans l'espace par des collisions d'astéroïdes et ensuite transportée vers les lunes de Jupiter grâce à un mécanisme connu sous le nom de lithopanspermie.

Futur lointain

La majorité des étoiles semblables au Soleil, une fois leur phase de séquence principale terminée, évolueront en étoiles géantes rouges, perdant finalement leurs couches externes pour devenir des naines blanches. Lorsque le Soleil subira cette transformation dans environ 5 milliards d’années, Europe connaîtra des modifications significatives. Le destin ultime d'Europe devrait être largement parallèle à celui des autres lunes galiléennes de Jupiter et de certains satellites saturniens.

À mesure que la zone habitable du Soleil s'étend pour englober Europe, la chaleur intense de la géante rouge Soleil induira une sublimation ou une fonte de la glace d'Europe, entraînant la formation d'un océan global transitoire. L’hémisphère d’Europe faisant face à Jovien connaîtra une sublimation nettement plus importante que l’hémisphère anti-jovien. Ce processus conduira au développement d’une atmosphère de vapeur d’eau ténue autour d’Europe, qui devrait persister pendant environ 0,2 milliard d’années jusqu’à ce que la zone habitable s’étende au-delà de la Lune. Par la suite, cette eau sera expulsée dans l’espace. Néanmoins, pendant la période pendant laquelle l'Europe conserve son océan, il existe une fenêtre potentielle pour que la vie évolue, étant donné que la vie terrestre a émergé sur une période de plusieurs centaines de millions d'années.

Les Lunes de Jupiter

• Lunes de Jupiter
• Lunes galiléennes (les quatre plus grands satellites de Jupiter)
• Représentations fictives des lunes de Jupiter
• Catalogue des cratères sur Europe
• Catalogue des caractéristiques géologiques d'Europe
• Catalogue des Lineae sur Europa
• Hypothèse de la Terre boule de neige
• Monde océanique
• Eau extraterrestre

Remarques

Références

Harland, David M. (2000). Jupiter Odyssey : l'histoire de la mission Galileo de la NASA. Livres Springer-Praxis sur l'astronomie et les sciences spatiales. Londres; New York : Chichester : Springer Science+Business Media. ISBN978-1-85233-301-0.

• Harland, David M. (2000). L'Odyssée de Jupiter : l'histoire de la mission Galileo de la NASA. Livres Springer-Praxis sur l'astronomie et les sciences spatiales. Londres; New York : Chichester : Springer Science+Business Media. ISBN 978-1-85233-301-0.Rothery, David A. (1999). Satellites des planètes extérieures : des mondes à part entière (2e éd.). New York : Oxford University Press. ISBN 978-0-19-512555-9.
  • Profil Europe à la NASA
  • Faits européens sur Vues du système solaire
  • Images d'Europe dans le Planetary Photojournal du JPL
  • Carte de l'Europe avec les noms des entités du Planetary Photojournal
  • La nomenclature planétaire de l'USGS fournit une carte et une nomenclature complètes d'Europe, détaillant ses caractéristiques de surface.
  • Paul Schenk a produit des images tridimensionnelles et des vidéos de survol simulées d'Europe et d'autres satellites du système solaire externe.
  • Jason Perry du JPL a compilé une série de grandes mosaïques d'images Galileo haute résolution illustrant le terrain européen, disponibles sous forme d'ensembles de données distincts : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
  • Le vaisseau spatial Galileo de la NASA a capturé un vaste montage d'images d'Europe.
  • Des observations d'Europe ont été acquises lors des survols du vaisseau spatial Galileo.
  • Une carte interactive en trois dimensions d'Europe est disponible via Google Europa 3D.
  • Kevin M. Gill a créé une simulation de survol animé haute résolution d'Europe.