Cela fait sept ans que la sonde New Horizons de la Nasa, le véhicule le plus rapide jamais lancé, a frôlé la planète naine Pluton, son domaine glacé situé à 5,9 kilomètres du Soleil, mais les scientifiques tirent encore des enseignements des 6,26 gigaoctets de photos et de données recueillies lors du survol de New Horizons.
Les dernières découvertes de New Horizons dressent le portrait d’un monde glacé plus actif, et légèrement plus chaud, que les scientifiques ne le pensaient, avec la découverte de la région de cryovolcanisme la plus unique du système solaire. Un champ de 1 000 kilomètres de grands volcans crachant de la glace et de l’ammoniac pour créer une masse bosselée différente de tout ce que les chercheurs ont vu auparavant.
“En termes de volcanisme glacé, c’est de loin la plus grande région que nous ayons vue jusqu’à présent”, a déclaré Kelsi Singer, scientifique adjoint du projet New Horizons et chercheur principal au Southwest Research Institute à Boulder, Colorado. “Et elle est en quelque sorte unique dans la mesure où elle possède plusieurs de ces très grandes structures”.
Le Dr Singer est l’auteur principal d’un article publié mardi dans le journal. Nature Communications. L’analyse d’images prises sous différents angles a permis à son équipe de construire une topographie tridimensionnelle du terrain exotique de cette région de Pluton et les théories de son équipe sur la façon dont il est apparu assez récemment sur une planète où les températures de surface sont en moyenne de moins 229 Celsius.
“A l’intérieur de Pluton, les deux tiers centraux sont constitués de matériaux rocheux tandis que le tiers extérieur est entièrement constitué de matériaux glacés”, a déclaré le Dr Singer. “Donc tout ce que vous regardez à la surface est, pour la plupart, composé de matériaux glacés”.
Dans un environnement aussi froid, le volcanisme tel qu’on le voit sur Terre avec de la lave en fusion formée de roches fondues, ne peut tout simplement pas exister. Au lieu de cela, la chaleur qui existe au cœur de Pluton, combinée à certains éléments volatils comme l’ammoniac ou le méthanol qui réduisent le point de congélation du dioxyde de carbone, du méthane et de l’azote, forme des glaces souterraines qui font ensuite éruption à la surface.
“Nous ne pensons pas qu’elle ait été complètement fondue, car c’est trop difficile à faire à la surface de Pluton”, a déclaré le Dr Singer. “C’était une sorte de boue, comme un mélange de glace et d’eau. Ou cela pourrait même être une sorte d’écoulement à l’état solide, ce qui est fondamentalement ce que font les glaciers.”
Le résultat final est un paysage fascinant de cryovolcans en forme de dôme, dont certains atteignent sept kilomètres de haut, au sud-ouest de la couche de glace Sputnik Planitia, le lobe gauche de la région de Tombaugh en forme de cœur frappant que l’on voit sur les images New Horizon de Pluton.
“Nous voyons ce terrain très rugueux à toutes les échelles”, a déclaré le Dr Singer à propos du champ de cryovolcans. “Il y a les monticules géants et puis il y a les grumeaux au sommet de ceux-ci. Et puis il y a même des rochers ou d’autres crêtes au sommet des mottes.”
Le terrain accidenté d’un champ de volcans de glace sur Pluton
(Crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Isaac Herrera/Kelsi Singer ([email protected]))
Cela contraste, dit-elle, avec les régions cryovolcaniques observées ailleurs dans le système solaire, comme sur Triton, la lune de Neptune, où les régions volcaniques sont très plates autour des cryovolcans. Sur la planète naine Cérès, dans la ceinture principale d’astéroïdes, ou sur la lune de Jupiter, Europe, en revanche, les cryovolcans sont plus épars. “Ils ne sont pas les uns à côté des autres”, explique le Dr Singer, “donc il y a beaucoup moins de matériaux impliqués et ou il n’y a pas ces structures géantes.”
L’un des cryovolcans analysés dans l’article, Wright Mons, a un volume à peu près égal à celui du Mauna Loa d’Hawaï, mais il est beaucoup plus large que le volcan-bouclier terrestre, s’étendant sur plus de 200 kilomètres.
Malgré ce terrain accidenté et bosselé, le champ de cryovolcans ne présente aucune trace de cratère d’impact, ce qui a conduit les scientifiques à conclure que les éruptions qui ont créé cet environnement sont relativement récentes et pourraient même être encore actives.
“Nous ne pouvons pas dire avec certitude que ce n’est pas en cours, surtout si c’est une chose épisodique”, a déclaré le Dr Singer. “Les volcans de la Terre peuvent être en sommeil pendant un certain temps, puis redevenir actifs, et c’est en fait assez commun.”
La date la plus ancienne d’une partie du champ de cryovolcans pourrait être d’environ 1 milliard d’années, a déclaré le Dr Singer, “mais je ne serais pas surpris si une partie de ce champ s’est produite au cours des 100 à 200 derniers millions d’années.”
Mais pour que cela soit vrai, il faudrait que Pluton ait conservé plus de chaleur dans son noyau rocheux pendant plus longtemps que les scientifiques ne le pensaient. La compréhension du mécanisme qui a permis à Pluton de conserver la chaleur de son noyau pendant si longtemps dans un endroit si froid sera un sujet de recherche permanent, mais le Dr Singer et son équipe de chercheurs sont convaincus qu’il s’agit là d’une bonne nouvelle.L’équipe suggère que la glace épaisse de l’extérieur de Pluton pourrait agir comme une couche isolante.
“Si vous ne laissez pas la chaleur sortir aussi facilement, vous pourriez potentiellement l’accumuler et ensuite peut-être la laisser sortir dans des sortes d’épisodes”, a-t-elle déclaré. “Nous voyons qu’il y a probablement eu plus d’un épisode, il y a plusieurs indications de cela, donc cela pourrait être une sorte de libération épisodique de cette chaleur si vous êtes en mesure de l’accumuler en quelque sorte.”
Bien que l’analyse des données de New Horizons Pluto se poursuive, une mission de suivi visant à approfondir le mystère de la chaleur retenue par la planète naine n’est pas prévue de sitôt. Mais le Dr Singer a noté qu’il existe d’autres pistes pour mieux comprendre le fonctionnement de la géologie de Pluton qui pourraient bénéficier des résultats de son équipe.
“Il y a beaucoup d’informations sur les matériaux spécifiques que nous voyons sur Pluton, et comment ils pourraient réagir si vous les pressez ou les cassez, ou faites différents types d’actions géologiques”, a-t-elle déclaré. “Je ne travaille pas personnellement sur ce sujet, mais c’est un sujet amusant”.
