Étude des hydrates de clathrate dans les lunes de glace : composition de leur croûte et scénarios de dégazage – SHOW-ICE

Comprendre la formation des océans souterrains et leur survie est d’une importance fondamentale pour identifier les mondes potentiellement habitables. Un paramètre important contrôlant l'évolution des océans est la composition de la croûte de glace, en particulier la présence et l'abondance de clathrates, des composés d'inclusion cristallins se formant lorsque l'eau se solidifie en présence de gaz dans des conditions de basse température et de haute pression. Les clathrates étant constitués d'au moins 85 % d'eau, nombreuses de leurs propriétés physiques sont similaires à celles de la glace d'eau Ih. Cependant, les différences de résistance mécanique, de conductivité thermique et de densité peuvent avoir un effet significatif sur les processus géologiques des environnements planétaires. La stabilité, la composition et la distribution des clathrates dans les lunes de glace restent mal comprises. Dans ce projet, nous proposons de coupler des études expérimentales et de modélisation pour explorer la formation de clathrates dans les corps du système solaire externe et leur influence sur les couches de glace externes.
Les objectifs sont 1) la génération de nouvelles données expérimentales sur la stabilité des clathrates en présence d'ammoniac, 2) la modélisation thermodynamique de l'effet de l'ammoniac et des sels sur la dissociation et l'occupation des clathrates, 3) l'évaluation de la composition des clathrates mixtes qui pourraient se former dans les lunes glacées et leur propension à être incorporés à la coquille de glace, et 4) l'étude de la déstabilisation des clathrates de méthane et du dégazage sur Titan.
Les modèles d'intérieur ainsi que les missions spatiales, telles que JUICE et Europa Clipper bénéficieront de cette étude, qui fournira de nouvelles contraintes sur la présence et la composition des clathrates dans les croûtes glacées des lunes et sur les conditions dans lesquelles des réservoirs d’eau liquide potentiellement habitables pourraient être maintenus.