Personne n’a jamais posé le moindre foret sur la glace d’Europe. Pourtant, les scientifiques affirment aujourd’hui qu’un océan liquide se cache sous sa surface gelée. Comment une telle certitude sans creuser ? La réponse tient dans deux instruments embarqués sur des sondes spatiales, capables de « voir » l’invisible à travers des kilomètres de glace.

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Ce que vous allez apprendre :

• Pourquoi les lunes glacées de Jupiter cachent probablement des océans liquides sous leur croûte
• Comment les mesures gravitationnelles révèlent la structure interne d’un astre sans le toucher
• De quelle manière le champ magnétique trahit la présence d’eau salée en profondeur

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Sous la glace d’Europe, un océan qui défie l’imagination

Europe est l’une des lunes de Jupiter. À sa surface, seulement de la glace, à perte de vue, striée de longues fissures rougeâtres. Rien qui laisse deviner ce que les planétologues soupçonnent en dessous : un immense océan d’eau liquide, piégé sous une coque gelée de plusieurs kilomètres d’épaisseur.

Europe n’est pas seule dans ce cas. Ses voisines Ganymède et Callisto figurent elles aussi sur la liste des mondes suspectés d’abriter de l’eau liquide sous leur croûte. Ganymède, la plus grande lune du Système solaire, dépasse même la planète Mercure en taille. Et selon les estimations, elle contiendrait un océan renfermant plus d’eau que tous les océans terrestres réunis.

Le problème saute aux yeux : aucun engin humain n’a jamais foré cette glace. Aucun sous-marin n’a plongé dans ces mers lointaines. Comment, dès lors, parler d’océan avec autant d’assurance ? La réponse ne vient pas d’une pelle, mais de la physique. Deux phénomènes mesurables trahissent la présence de l’eau sans qu’on ait besoin de la toucher.

La gravité, cet espion qui pèse l’intérieur des mondes

Premier indice : la gravité. Chaque corps céleste attire ce qui l’entoure, et la façon exacte dont une sonde spatiale est déviée en passant à proximité dépend de la répartition des masses à l’intérieur de l’astre. Une lune faite d’un seul bloc rocheux ne courbe pas les trajectoires de la même manière qu’une lune stratifiée en couches de densités différentes.

C’est là qu’entre en scène un instrument comme le 3GM, embarqué à bord de la mission européenne JUICE. Ce dispositif radio associe un transpondeur, un oscillateur d’une stabilité extrême et un accéléromètre de haute précision. En analysant les infimes variations de vitesse de la sonde, il permet de reconstituer la structure interne de Ganymède comme on radiographierait un corps sans l’ouvrir.

Il existe un second signal, plus subtil encore. Les grandes lunes de Jupiter tournent en présentant toujours la même face à la planète. Mais leur rotation connaît de minuscules oscillations périodiques, appelées librations. Si l’amplitude de ces balancements est plus forte que prévu, c’est le signe qu’une couche liquide découple la croûte de glace du noyau rocheux. Autrement dit : un océan glisse entre les deux.

Le magnétisme, révélateur inattendu d’une mer cachée

Le second instrument-clé mise sur une propriété surprenante : l’eau salée conduit l’électricité. Or Jupiter est entourée d’un champ magnétique colossal, en perpétuel mouvement. Quand une lune baigne dans ce champ, une couche d’eau salée réagit en produisant à son tour un champ magnétique induit, comme un écho.

C’est précisément ce signal en retour que les magnétomètres traquent. Un morceau de glace pur resterait muet. Mais une mer souterraine chargée en sel renvoie une réponse détectable, y compris à travers des kilomètres de croûte gelée. Ce phénomène a déjà fourni certains des arguments les plus solides en faveur des océans d’Europe et de Ganymède.

Ganymède se distingue par une particularité : elle possède son propre champ magnétique intrinsèque, cas unique parmi les lunes du Système solaire. Cette signature complexe rend l’analyse plus délicate, mais elle offre aussi une mine d’informations sur ce qui se trame en profondeur. En croisant gravité et magnétisme, les chercheurs disposent de deux témoins indépendants qui pointent vers la même conclusion.

Ce que ces découvertes changent dans notre quête de vie extraterrestre

Si ces océans existent bel et bien, ils redessinent la carte des lieux où la vie pourrait exister. Sur Terre, partout où il y a de l’eau liquide, la vie s’installe. Des mers globales cachées sous la glace de Jupiter deviennent alors des cibles prioritaires, bien plus prometteuses que le sol aride de Mars.

Deux missions convergent aujourd’hui vers ces mondes. La sonde européenne JUICE file vers le système jovien, où elle doit arriver au début des années 2030 avant de se placer en orbite autour de Ganymède, une première pour une lune du Système solaire externe. De son côté, la mission américaine Europa Clipper, lancée fin 2024, doit ausculter Europe en détail. Ensemble, elles unissent leurs forces sur l’une des plus grandes questions de la science planétaire.

Ces engins ne pourront ni se poser ni prélever le moindre échantillon. Beaucoup de chercheurs espèrent pourtant surprendre des panaches jaillissant de la surface d’Europe, des geysers qui projetteraient dans l’espace un peu de l’eau cachée en dessous. D’anciennes images laissaient entrevoir de tels jets, mais toujours à la limite du détectable. Repérer les régions les plus actives de Ganymède fait d’ailleurs déjà l’objet d’un travail minutieux, en prévision de l’arrivée des sondes.

Ainsi, sans jamais avoir foré le moindre centimètre de glace, la science affirme aujourd’hui que des océans dorment sous les lunes de Jupiter. Deux instruments suffisent : l’un pèse l’intérieur des mondes par la gravité, l’autre écoute l’écho magnétique de l’eau salée. Reste une question qui donne le vertige : si l’eau est bien là, depuis des milliards d’années, quelque chose y aurait-il pu naître ?