Thor (volcan)

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Thor
Image de Thor prise par Galileo en octobre 2001.
Géographie et géologie
Coordonnées	39,15° N • 133,14° W [1]
Type de relief	Centre éruptif
Nature géologique	Volcan
Dimensions caldeira	50 × 17 km
Activité observée	Oui
Éponyme	Thor, dieu nordique
Localisation sur Io
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Thor est un volcan actif de Io, un satellite galiléen de Jupiter. Il est situé dans l'hémisphère de Io opposé à Jupiter^[2], au 39,15°N 133,14°W^[3],[4]. Conformément à ce qui a été observé sur des images hautes résolution d'une éruption, Thor est composé d'une série de coulées de laves sombres émanant de différentes dépression volcaniques voisines^[3]. Avant l'éruption, la surface était une plaine rouge-marron (composée de souffre irradié) zébré de flots jaunes (des coulées de sulfure de silicate convertis par des dépôts diffus de souffre), typique des latitudes moyennes à élevées de l'hémisphère Nord d'Io^[5]. Durant le survol de New Horizons en février 2007, Thor était toujours actif, selon les émissions thermiques observées en proche infrarouge et le panache volcanique^[6].

Thor fut nommé en 2006 par l'Union Astronomique Internationale (UAI) selon le dieu du tonnerre de la mythologie nordique : Thor^[1].

Éruption de 2001

Aucune activité volcanique ne fut abservé avant 2001^[4]. La région resta stable depuis les observations du programme Voyager en 1979 jusqu'aux survols de la mission Galileo en décembre 2000^[7]. La premiere observation détaillée de Thor, prise en Juillet 1999, plusieurs coulées jaunes et lumineuses furent cartographiés. Ces coulées primaires sont constituées de souffre, ou de blocs de silicates refroidis enrobés dans du souffre qui s'est condensé sur eux^[5]. Dans tous les cas, aucun changement n'a été observé sur ces coulées ni dans leurs tailles, ni dans leurs couleurs, ni dans leurs distributions jusqu'à la fin de l'année 2000, suggérant que ces coulées étaient en place avant le survol de Voyager^[5],[7]. Aucune émission thermique n'a été observée à Thor avant la fin de Mai 2001, aussi les éruptions observées doivent avoir débutée après cette date^[4].

Août 2001

Image colorisée prise par Galileo en Août 2001 montrant le panache de Thor^[3]

Le 6 Août 2001, la sonde Galileo survole la région polaire nord d'Io a une altitude de 194 km^[8]. L'objectif de se survol était d'imager la source du panache de Tvashtar en haute résolution et d'échantillonné le matériel du panache, directement^[3]. Cependant, la capture d'images fut empêchée par une anomalie de la camera. Des images distantes, acquisent quelques jours avant et après la rencontre furent réussies. Les images d'une Io croissante furent prise le 4 Août 2001 pour photographie le panache de Tvashtar pour contextualiser les images en hautes résolution et les observations in situ de la rencontre. A la place du panache de Tvashtar, les images révélèrent un panache volcanique au-dessus de Thor, suggérant qu'une éruption majeure y avait lieu^[3]. Le panache de Thor avait deux composantes : un panache intérieure de 100 à¹²⁵⋅km, faite de poussière et un halo diffus plus large, de 440 km. Cette dernière est l'une des plus grande jamais observée sur Io (seule le panache de Grian Patera vue en Juillet 1999 était plus grande)^[9] Le halo extérieur était composé de gas (de dioxyde de soufre) et de fines poussières de 0 5 à¹⋅nano-mètre composé de SO₂^[9]. Bien que le halo exterieur soit moins dense, il représente en fait une masse globale plus importante (au moins 10⁸ kg comparait 10⁶-10⁷ kg pour le panache de poussière).

Durant ce survol, alors que la caméra ne fonctionnait pas correctement, les autres instruments scientifiques de Galileo furent capable d'acquérir différentes observations de l'éruption de Thor. Au plus prêt de la lune, le sous-système plasma de la sonde, qui est un instrument destiné à détecter le plasma à proximité de la sonde, échantillonna une partie des matériaux au sommet du halo du panache de Thor, trouvant des flocons de neige pesant 500 à 1000 masses atomiques^[10]. En assumant que ce plasma était fait de pur dioxyde de soufre, cela suggère que les particules de poussières inférés par les observation distantes de la caméra étaient faites de 15 à 20 molécules du dioxyde de soufre^[9],[11]. Le sous-système NIMS^[12] à identifié une émission thermique dans le spectre infrarouge sur l'émispère d'Io opposé à Jupiter, peu après le survol de la sonde et trouva un intense point chaud termique sur Thor dans un spectre proche infrarouge cohérent avec une érruption explosive. le sous-système NIMS trouva des températures d'éruption très élevées sur Thor suggérant de la lave de silicate en surface et une importante coulée sortant du sol dans la région de Thor. Avant qu'il fût officiellement nommé Thor par UAI, les scientifiques utilisant le NIMS nommaient cette éruption I31A, et la première éruption détectée durant l'orbite de Galileo : I31^[4].

Une autre observation photographique prise le 8 Août montra les effets de cette éruption à la surface de Io, sous la forme d'un nouveau point sombre observé autour du volcan Thor et un anneau lumineux composé de fines particules de dioxyde de souffre gelé récemment déposé par le panache^[3],[13]. Dans certaines partie du dépot blanc du panache, la répartition spatiale de SO₂ gelé a augmenté de 60-70% à 100%, suite à l'éruption^[13]. La taille du dépot est cohérente avec celle du panache de poussière intérieure qui a été observée^[9]. les données de NIMS suggèrent que la plume extérieure forma un dépôt de grains de SO₂ très fins qui sont transparents dans les longueurs d'ondes visibles, alors que le dépôt de panache intérieur est plus épais et contient des grains gelés plus larges, qui devrait apparaitre brillant dans les longueurs d'onde visibles^[13]. Contrairement à de nombreuses éruptions « explosives », aucun dépôt rouge ne fut observé dans la région de Thor, suggérant que la lithosphère supérieure d'Io contient une certaine hétérogénéité dans la distribution de souffre en sous-sol^[5].

Octobre 2001

Évolution de la surface d'Io dans la région de Thor entre les mois de juillet 1999 et octobre 2001^[3]

Galileo survola à nouveau Io le 16 octobre 2001. Il passa alors au-dessus de la région polaire sud du satellite à une altitude de 184 km. Cependant, suite à la récente découverte des éruptions de Thor durant le survol précédent, le programme d'observation fut ajusté afin que les caméras et le spectromètre proche infrarouge puissent prendre des images hautes résolutions dans les différents spectres de lumière de cette récente découverte. La caméra prit une simple photo au-dessus du volcan avec une résolution spatiale de 334 m par pixel^[8]. L'image révéla plusieurs nouvelles coulées de lave de silicate sombre, souvent entourées par les dépôts de nuée ardentes sombres^[3]. Les coulées de laves sombres ont généralement recouvertes les coulées jaunes précédemment observées, bien qu'en octobre 2001, quelques-unes des ces vieilles coulées soit restées visibles. La source d'une importante coulée sombre sur la face est du volcan c'est avérée être une fissure volcanique de 50 par¹⁷⋅km. Cette fissure pourrait être une éruption intra-patera, ou une dépression volcanique en cours de formation^[5]. L'imagerie couleur de la sonde utilisée quelques heures après le survol de la région de Thor montra que le panache volcanique était toujours visible^[3],[14].

Le sous-système NIMS observa aussi Thor en haute résolution. Il montra que Thor était toujours en puissante éruption, bien que la puissance de sortie soit inférieure à celle d'août 2001^[4]. La partie la plus intense de l'éruption(en termes de puissance de sortie) était centrée sur la grande coulée de lave précédemment imagée. NIMS identifia aussi une source d'émission thermique de nombreuses paterae avoisinantes, où aucune activité volcanique n'avait été observée jusqu'alors. Cette activité coïncida avec un assombrissement de la surface de ces volcans, qui s'explique par la sublimation des dépôts soufrés à proximité des coulées de laves vue par la camera de Galileo. L'activité au voisinage de ces volcans suggère que le système de poche magmatique au-dessous de Thor s'étend jusqu'à ces artefacts volcaniques et produit un renouveau d'activité volcanique à l'échelle de la région^[4].

Après Galileo

Bien que les observations de Thor par la sonde Galileo en Octobre 2001 fussent les dernières de la sonde, les astronomes continuèrent à observer les éruptions depuis la Terre. Les émissions thermiques de Thor étaient suivies depuis le télescope de Keck à Hawaii le 22 Décembre 2001^[15]. L'activité volcanique continuait encore lors du passage, en février 2007, de la sonde New Horizons qui photographia un panache évanescent de 100 km de haut et un point chaud thermique sur le volcan Thor. Néanmoins le panache et la majorité du sombre dépôt de la nuée ardente avait alors été effacé ou recouvert par un nouveau panache de Tvashtar^[6].

Galerie

• 

  Images en base résolution de l'hémisphère opposé à Jupiter de la lune Io, montrant les effets de l'éruption de Thor en Août 2001^[3]

• 

  Émission thermique dans le proche infra-rouge depuis Thor en Octobre 2001^[4]

Notes et références

1. ↑ ^{a et b} (en) planetarynames « Thor. »
2. ↑ à l'instar de la Lune avec la Terre, Io donne toujours à voir la même face à Jupiter, il y a ainsi un côté du satellite qui fait en permanence face à sa planète l'autre lui tournant continuellement le dos
3. ↑ ^{a, b, c, d, e, f, g, h, i et j} E. P. Turtle, « The final Galileo SSI observations of Io: orbits G28-I33 », dans Icarus, vol. 169, 2004, p. 3–28 [lien DOI] 
4. ↑ ^{a, b, c, d, e, f et g} R. M. C. Lopes, « Lava lakes on Io: Observations of Io’s volcanic activity from Galileo NIMS during the 2001 fly-bys », dans Icarus, vol. 169, 2004, p. 140–174 [lien DOI] 
5. ↑ ^{a, b, c, d et e} D. A. Williams, « The Zamama–Thor region of Io: Insights from a synthesis of mapping, topography, and Galileo spacecraft data », dans Icarus, vol. 177, 2005, p. 69–88 [lien DOI] 
6. ↑ ^{a et b} J. R. Spencer, « Io Volcanism Seen by New Horizons: A Major Eruption of the Tvashtar Volcano », dans Science, vol. 318, 2007, p. 240–243 [lien PMID, lien DOI] 
7. ↑ ^{a et b} P. Geissler, « Surface changes on Io during the Galileo mission », dans Icarus, vol. 169, 2004, p. 29–64 [lien DOI] 
8. ↑ ^{a et b} J. Perry et et al., Io after Galileo, 2007, 35-59 p. (ISBN 3-540-34681-3) 
9. ↑ ^{a, b, c et d} P. E. Geissler et M. T. McMillan, « Galileo observations of volcanic plumes on Io », dans Icarus, vol. 197, 2008, p. 505-518 [lien DOI] 
10. ↑ L. A. Frank et W. R. Paterson, « Plasmas observed with the Galileo spacecraft during its flyby over Io’s northern polar region », dans Journal of Geophysical Research, vol. 107, n^o A8, 2002 [lien DOI] 
11. ↑ Michael Meltzer, Mission to Jupiter: A History of the Galileo Project, 2007, pdf [lire en ligne] 
12. ↑ Near-infrared Mapping Spectrometer : Spectromètre du proche infrarouge
13. ↑ ^{a, b et c} S. Douté et et al., « Geology and activity around volcanoes on Io from the analysis of NIMS spectral images », dans Icarus, vol. 169, 2004, p. 175-196 [lien DOI] 
14. ↑ Io from Galileo's 32nd Orbit, Planetary Images from Then and Now, 30 December 2009. Consulté le 2010-02-25
15. ↑ (en) F. Marchis et et al., « Keck AO survey of Io global volcanic activity between 2 and 5μm », dans Icarus, vol. 176, 2005, p. 96 - 122 [lien DOI] 

Liens externes

• USGS Planetary Names – Io Carte d'Io avec nomenclature de l'UAI.