Le volcanisme planétaire : les satellites de Jupiter : Io.

Seuls les 4 satellites galiléens (Io, Europe, Ganymède, Callisto) sont susceptibles d'abriter du volcanisme. On sait, depuis le survol de Jupiter et de ses satellites par Voyager 2, que le plus proche des 4 satellites galiléens.

Les satellites de Jupiter. - Montage Nasa.

Io est surtout remarquable pour son volcanisme actif (caractéristique remarquable qui autrement n'a été observée que sur la Terre, Triton et Encelade) ; c'est l'objet le plus actif du système solaire. Son noyau est très chaud et composé de fer et de dérivés, peut-être du sulfure de fer. Encore de moindre épaisseur, son manteau souple et chaud est aux prises avec les gaz qui, abondamment produits, remontent à la surface où ils font éruption et composent peu à peu son atmosphère.

Io - éruption du volcan Pelé - photo sonde Galiléo - Nasa.

À la différence des volcans terrestres, les volcans sur Io rejettent des composés du soufre, dont peut-être de l'anhydride sulfureux.

On a mesuré que certains panaches des éruptions volcaniques d'Io montent à plus de 300 kilomètres au-dessus de la surface avant de retomber, la matière étant éjectée de la surface à une vitesse d'environ 1 000 m/s. Ces éruptions volcaniques sont très changeantes ; durant les quatre mois séparant l'arrivée des sondes Voyager 1 et 2, certaines d'entre elles se sont arrêtées et d'autres ont commencé. Les dépôts entourant les volcans changent aussi d'aspect.

La surface du satellite de Jupiter, IO - photo Nasa.

La surface d'Io est presque totalement dépourvue de cratères, ce qui signifie qu'elle doit être très récente. En plus des volcans, on trouve à la surface d'Io des montagnes non-volcaniques, de nombreux lacs de soufre fondu, des caldeiras profondes de plusieurs kilomètres et des étendues d'écoulements de fluides de basse viscosité de centaines de kilomètres de long, probablement composés d'une certaine forme de soufre fondu ou de silicates. Le soufre et ses composés possèdent un éventail de couleurs (surtout jaune, rouge et noir) qui sont responsables de l'aspect varié d'Io.

L'analyse des images de Voyager a mené les scientifiques à croire que les écoulements de lave à la surface d'Io sont composés la plupart du temps de divers composés de soufre fondu. Cependant, des études infrarouges menées ultérieurement à partir du sol indiquent qu'elles sont trop chaudes pour être du soufre liquide. Certains des points les plus chauds sur Io peuvent atteindre des températures aussi élevées que 2 000 K, bien que la moyenne soit nettement inférieure, environ 130 K. Une idée courante est que les laves d'Io sont composées de roches en fusion riches en silicates. Des observations récentes du télescope spatial Hubble indiquent que cette matière est peut être riche en sodium.

D'où vient cette "débauche" d'énergie? ...

Des marées "gravitanionnelles"

Io est très près de la planète géante Jupiter, ce qui engendre de fortes marées sur ce satellite (déformation permanente sous la forme d'un bourrelet moyen permanent et fixe de 7 km). A cause de la présence des trois autres gros satellites (Europe, Ganymède et Callisto), l'orbite de Io est périodiquement déformée, sa vitesse de révolution modifiée, et la dimension du bourrelet (7 km) oscille de plus ou moins 100 m.

Ces modifications sont sources de frictions considérables, donc de chaleur, à l'origine du volcanisme observé.

Io entraîne des aurores polaires sur Jupiter suite à d'importantes éruptions qui éjectent du soufre et de l'hydrogène capturés par le champ magnétique de Jupiter et qui forment, le long de l'orbite de la petite lune, un nuage du plasma, le tore de Io et un tube de flux qui relie Io à Jupiter.

La caldeira du volcan Tupan, prise en gros plan en octobre 2001, alors qu'elle ne présentait aucun signe d'activité. Large de 75 km, elle est entourée de remparts hauts de 900 mètres. Le fond de la caldeira est orné de motifs surréalistes noirs, verts, rouges et jaunes. La matière noire est récente. Il s'agit de lave encore chaude. En jaune, un mélange de composés sulfureux. La matière verte semble se former aux points de rencontre du soufre rouge et la lave noire. Le centre de la caldeira, qui n'est pas recouvert de laves noires, est probablement plus haut que le reste du plancher du cratère.