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Un nouveau type de glace salée pourrait exister sur les lunes océaniques extraterrestres

Les mystérieuses traînées rouges qui sillonnent la surface d’Europe, la lune de Jupiter, pourraient être le résultat d’une sorte de glace salée récemment découverte.

Europa a longtemps intrigué les scientifiques parce que la lune a un océan souterrain sous une épaisse coquille de glace. On sait que des panaches d’eau jaillissent des fissures de la coquille de glace, libérant le contenu de l’océan extraterrestre de la lune dans l’espace.

Les mondes océaniques comme Europe sont le meilleur pari pour trouver des preuves de la vie en dehors de la Terre, selon les scientifiques.

La signature chimique des stries rouges de surface d’Europe, que l’on pense être un mélange gelé d’eau et de sels, semblait inhabituelle car elle ne correspondait à aucune substance connue sur Terre.

Les scientifiques ont déterminé en 2019 que les parties jaunes de la surface d’Europe étaient causées par la présence de chlorure de sodium, mieux connu sous le nom de sel de table.

Pour mieux comprendre Europa, qui sera visitée par la mission JUICE (abréviation de Jupiter Icy Moons Explorer) de l’Agence spatiale européenne et la mission Europa Clipper de la NASA dans les deux prochaines années, les scientifiques ont travaillé pour recréer les conditions de la lune dans un laboratoire.

L’équipe de recherche a découvert que la combinaison de l’eau, du sel de table, des températures froides et de la haute pression aboutissait à un nouveau type de cristal solide – et cette substance pourrait exister à la surface d’Europe et au fond de son océan caché.

« Il est rare de nos jours d’avoir des découvertes fondamentales en science », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Baptiste Journaux, professeur adjoint par intérim de sciences de la Terre et de l’espace à l’Université de Washington, dans un communiqué.

« Le sel et l’eau sont très bien connus (dans) les conditions terrestres. Mais au-delà de cela, nous sommes totalement dans le noir. Et maintenant nous avons ces objets planétaires qui ont probablement des composés qui nous sont très familiers, mais dans des conditions très exotiques. Nous devons refaire toute la science minéralogique fondamentale que les gens faisaient dans les années 1800, mais à haute pression et à basse température. C’est une période passionnante.

L’eau et les sels créent un hydrate, un réseau glacé rigide soutenu par des liaisons hydrogène, à des températures froides.

Composé inhabituel avec deux molécules de sel

Avant cette étude, la sagesse scientifique dominante affirmait qu’il n’y avait qu’un seul hydrate pour le chlorure de sodium, créé par deux molécules d’eau et une molécule de sel.

Après l’expérience de l’étude, les chercheurs ont découvert deux nouveaux hydrates – l’un utilisant deux molécules de sel pour 17 molécules d’eau et l’autre avec une molécule de sel pour 13 molécules.

« Il a la structure que les scientifiques planétaires attendaient », a déclaré Journaux.

Une étude détaillant les résultats a été publiée lundi dans les Actes de l’Académie nationale des sciences.

Les hydrates pourraient expliquer pourquoi les signatures chimiques des mondes océaniques de Jupiter sont si « aqueuses », selon l’étude.

Les chercheurs ont commencé leur expérience en comprimant une petite quantité d’eau salée entre deux diamants qui avaient chacun environ la taille d’un grain de sable. L’eau a été pressée jusqu’à 25 000 fois la pression atmosphérique standard.

L’équipe a pu observer ce processus au microscope.

« Nous essayions de mesurer comment l’ajout de sel modifierait la quantité de glace que nous pourrions obtenir, car le sel agit comme un antigel », a déclaré Baptiste. «Étonnamment, lorsque nous avons mis la pression, ce que nous avons vu, c’est que ces cristaux auxquels nous ne nous attendions pas ont commencé à se développer. Ce fut une découverte très fortuite. »

Environnement gelé à haute pression

Les lunes océaniques de Jupiter connaissent probablement des conditions similaires avec des températures glaciales et une haute pression.

La coquille de glace qui compose la surface d’Europe est estimée entre 10 et 15 miles (16 et 24 kilomètres) d’épaisseur, et l’océan sur lequel elle repose probablement est estimé à 40 à 100 miles (64 à 161 kilomètres) de profondeur.

« La pression ne fait que rapprocher les molécules, de sorte que leur interaction change – c’est le principal moteur de la diversité des structures cristallines que nous avons trouvées », a déclaré Journaux.

Parmi les deux hydrates, un est resté stable même après que la pression a été relâchée.

« Nous avons déterminé qu’il reste stable à la pression standard jusqu’à environ moins 50 degrés Celsius (moins 58 degrés Fahrenheit). Donc, si vous avez un lac très saumâtre, par exemple en Antarctique, qui pourrait être exposé à ces températures, cet hydrate nouvellement découvert pourrait y être présent », a déclaré Journaux.

Comprendre la chimie présente sur des mondes océaniques comme Europa permettra aux scientifiques de mieux comprendre les données collectées par des missions comme JUICE et Europa Clipper à l’avenir.

« Ce sont les seuls corps planétaires, autres que la Terre, où l’eau liquide est stable aux échelles de temps géologiques, ce qui est crucial pour l’émergence et le développement de la vie », a déclaré Journaux.

«Ils sont, à mon avis, le meilleur endroit de notre système solaire pour découvrir la vie extraterrestre, nous devons donc étudier leurs océans et intérieurs exotiques pour mieux comprendre comment ils se sont formés, ont évolué et peuvent retenir l’eau liquide dans les régions froides du système solaire. , si loin du soleil.

 

Source:

  • https://unsplash.com/
  • https://edition.cnn.com/

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