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Activité géologique

Les croûtes de toutes les planètes terrestres, ainsi que des plus grandes lunes, ont été modifiées au cours de leur histoire par des forces internes et externes. Extérieurement, chacun a été frappé par une pluie lente de projectiles venus de l’espace, laissant leurs surfaces entaillées par des cratères d’impact de toutes tailles (voir Figure 7.4). Nous avons de bonnes preuves que ce bombardement était beaucoup plus important au début de l’histoire du système solaire, mais il continue certainement à ce jour, même à un rythme plus faible. La collision de plus de 20 gros morceaux de la comète Shoemaker–Levy 9 avec Jupiter à l’été 1994 (voir Figure 7.13) est un exemple spectaculaire de ce processus.

Comet Shoemaker–Levy 9.
Image de la comète Shoemaker–Levy 9 prise par le télescope spatial Hubble. Lors d'une approche rapprochée de Jupiter avant la collision, la comète d'origine s'est brisée en plusieurs morceaux. Cette photographie montre une longue chaîne d'environ 20 de ces fragments cométaires, les plus grands ayant des queues diffuses pointant vers le haut à droite de l'image.
Figure 7.13. Sur cette image de la comète Shoemaker–Levy 9 prise le 17 mai 1994 par le télescope spatial Hubble de la NASA, vous pouvez voir environ 20 fragments glacés dans lesquels la comète s’est cassée. La comète se trouvait à environ 660 millions de kilomètres de la Terre, se dirigeant sur une trajectoire de collision avec Jupiter. (crédit : modification des travaux par la NASA, l’ESA, H. Weaver (STScl), E. Smith (STScl))

La figure 7.14 montre les conséquences de ces collisions, lorsque des nuages de débris plus grands que la Terre ont pu être vus dans l’atmosphère de Jupiter.

Jupiter avec d’Énormes nuages de poussière.
Images du Télescope spatial Hubble de Jupiter avec d'Énormes Nuages de poussière. Quatre images distinctes de Jupiter sont combinées en une seule image montrant les effets de la collision de la comète Shoemaker–Levy 9. L'image la plus basse prise au moment de l'impact montre Jupiter encore non perturbée par l'impact. Ensuite, un grand nuage sombre en forme d'œil de taureau apparaît sur le site de l'impact plusieurs heures plus tard. Dans l'image suivante, le nuage commence à se disperser. Enfin, dans l'image la plus haute prise 5 jours après l'impact, le nuage s'est encore dispersé.
Figure 7.14. Le télescope spatial Hubble a pris cette séquence d’images de Jupiter à l’été 1994, lorsque des fragments de la comète Shoemaker–Levy 9 sont entrés en collision avec la planète géante. Nous voyons ici le site touché par le fragment G, de cinq minutes à cinq jours après l’impact. Plusieurs des nuages de poussière générés par les collisions sont devenus plus gros que la Terre. (crédit : modification des travaux par H. La NASA)

Pendant le temps où toutes les planètes ont été soumises à de tels impacts, les forces internes sur les planètes terrestres ont bouclé et tordu leurs croûtes, ont construit des chaînes de montagnes, ont éclaté sous forme de volcans et ont généralement remodelé les surfaces dans ce que nous appelons l’activité géologique. (Le préfixe geo signifie “Terre”, donc c’est un peu un terme “chauvin de la Terre”, mais il est si largement utilisé que nous nous inclinons devant la tradition.) Parmi les planètes terrestres, la Terre et Vénus ont connu la plus grande activité géologique au cours de leur histoire, bien que certaines des lunes du système solaire externe soient également étonnamment actives. En revanche, notre propre Lune est un monde mort où l’activité géologique a cessé il y a des milliards d’années.

L’activité géologique sur une planète est le résultat d’un intérieur chaud. Les forces du volcanisme et de la construction des montagnes sont entraînées par la chaleur qui s’échappe de l’intérieur des planètes. Comme nous le verrons, chacune des planètes a été chauffée au moment de sa naissance, et cette chaleur primordiale a initialement alimenté une activité volcanique étendue, même sur notre Lune. Mais, de petits objets tels que la Lune se sont vite refroidis. Plus la planète ou la lune est grande, plus elle conserve longtemps sa chaleur interne, et donc plus nous nous attendons à voir des preuves en surface d’une activité géologique continue. L’effet est similaire à notre propre expérience avec une pomme de terre cuite chaude: plus la pomme de terre est grosse, plus elle refroidit lentement. Si nous voulons qu’une pomme de terre refroidisse rapidement, nous la coupons en petits morceaux.

Pour la plupart, l’histoire de l’activité volcanique sur les planètes terrestres est conforme aux prédictions de cette théorie simple. La Lune, le plus petit de ces objets, est un monde géologiquement mort. Bien que nous en sachions moins sur Mercure, il semble probable que cette planète ait également cessé la plus grande activité volcanique à peu près au même moment que la Lune. Mars représente un cas intermédiaire. Elle a été beaucoup plus active que la Lune, mais moins que la Terre. La Terre et Vénus, les plus grandes planètes terrestres, ont encore aujourd’hui des intérieurs en fusion, environ 4,5 milliards d’années après leur naissance.

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