Le volcanisme planétaire : introduction.

En ces périodes de fêtes, nous allons prendre de la hauteur, et nous intéresser au merveilleux, à ce que nous ne pourrons jamais aller voir nous-mêmes :

                      Le Volcanisme planétaire.

                Le géant martien, Olympus Mons - photo Nasa in "Visions de Mars" Ed. La Martinière.

Ce volcanisme extra-terrestre, abondant et varié, existe sur différentes planètes du système solaire, maintenant prospecté par diverses sondes spatiales depuis les années 80.

Où trouvez du volcanisme dans notre système solaire et quelles sont les conditions qui régissent son existence ?

On peut faire un premier tri en éliminant les plus grandes planètes, les planètes gazeuses, qui ne sont le siège d’aucun volcanisme. On s’intéressera donc uniquement aux planètes et satellites telluriques, principalement constitués de roches et de fer : Mercure, Vénus, Mars, Terre, Lune et Io principalement.

Un autre critère est la relation entre tectonique et volcanisme pour les différentes planètes et satellites. Ces deux phénomènes sont liés.

Leurs intensités respectives augmentent avec le diamètre de la planète … c’est ainsi que le volcanisme est plus intense sur Vénus et sur Terre que sur Mercure et Mars.

La distance au corps central de rotation relativement au rayon de celui-ci joue un rôle primordial : une distance faible vis-à-vis d’un corps de grande taille induit un volcanisme important ! ; Pour la Terre, il s’agit de la distance par rapport au soleil ; pour Io (un satellite), de la distance par rapport à Jupiter.

Volcanisme et tectonique des corps planétaires du système solaire - in Volcanologie - Bardintzeff.

Le volcanisme est indiqué par les traits horizontaux, la tectonique par les traits verticaux, selon le

principe : 0 trait = abscence, 3 traits = intense.

On constatera que les planètes présentant du volcanisme se concentrent, dans le diagramme ci-dessous, à une distance optimale relative au corps planétaire et la nécessité pour celui-ci d’avoir un certain rayon.  (Basilevsky – 1990)

Il y a de plus une relation entre la taille de la planète hôte et la durée du volcanisme sur celle-ci. On peut considérer, à un instant donné, que Vénus et la Terre sont des « corps chauds », que Mars est un « corps tiède », et que la Lune et Mercure sont des « corps froids ».

Pourquoi cette différence, alors que, d’après les mesures de surface, ces cinq corps célestes possèdent la même radioactivité intrinsèque, fournissant la même quantité de chaleur par unité de volume ?

Supposons ces cinq corps en équilibre thermique : la chaleur produite à l’intérieur étant égale aux pertes calorifiques dues au flux géothermique. La chaleur est produite dans un volume, et donc proportionnelle au cube du rayon. La perte de chaleur, se faisant par la surface, est elle proportionnelle au carré du rayon.

La température dépend donc du rapport volume / surface, c.à.d. du rayon du corps céleste.

En conséquence, plus une planète est grosse, plus elle est « chaude » et donc volcaniquement active.

D’autres facteurs interviennent encore :

D’après ce qui précède, Io, de taille, masse et densité légèrement supérieure à notre Lune, devrait être volcaniquement inactif. Les missions Voyager et Galiléo ont révélé l’inverse : Io est le corps céleste le plus actif et le plus volcanique, avec des centaines de volcans de toutes morphologies.

Plus de 10 volcans montrent en permanence leur panache s’élevant à plus de 200 km. de hauteur. Entre 1979 et 1997, dates des survols, plusieurs milliers de km² de nouvelles coulées de lave ont été émises.

Les mesures infra-rouges montrent des températures superficielles et localisées supérieures à 1.300°C.

                            Le satellite Io présentant des panaches (en agrandissements) - Nasa .

La cause de cette débauche d’énergie ?    Les marées.

Io est très proche de la planète géante Jupiter, ce qui engendre des marées sur ce satellite : une déformation permanente sous forme d’un bourrelet moyen permanent de 7 km.

L’orbite d’ Io est sous l’influence d’autres satellites, Europe, Ganymède et Callisto, et voit son orbite périodiquement déformée, sa vitesse de révolution modifiée et la dimension du bourrelet osciller de plus ou moins 100 mètres.

Toutes ces modifications sont sources de fortes frictions, donc sources de chaleur, qui est à l’origine du volcanisme observé.

Sources :

- "Volcanologie" de Jacques-Marie Bardintzeff - Ed. Dunod

- "Le volcanisme dans le système solaire" - Planète Terre.

- "Orbitmars" in Futura Sciences.