Les scientifiques de la mission New Horizons ont déterminé que l’activité cryovolcanique a très probablement créé des structures uniques sur Pluton, qui n’ont encore été vues nulle part ailleurs dans le système solaire. La quantité de matériaux nécessaires à la création de ces formations suggère que sa structure intérieure a conservé de la chaleur à un moment donné de son histoire, ce qui a permis à des matériaux riches en eau et en glace de s’accumuler et de refaire surface dans la région par le biais de processus cryovolcaniques. La surface et les brumes atmosphériques de Pluton sont représentées ici en niveaux de gris, avec une interprétation artistique de la façon dont les processus volcaniques passés ont pu fonctionner superposée en bleu. Crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Isaac Herrera/Kelsi Singer
Scientifiques sur NASALes scientifiques de l’équipe de la mission New Horizons de la NASAont déterminé que de multiples épisodes de cryovolcanisme ont pu créer certains types de structures de surface sur. Plutondont on ne trouve aucune trace ailleurs dans le système solaire. Les matériaux expulsés de sous la surface de cette planète lointaine et glacée ont pu créer une région de grands dômes et d’élévations flanqués de collines, de monticules et de dépressions. New Horizons était la mission de la NASA pour effectuer la première exploration de Pluton et de son système de cinq lunes.
“Les structures particulières que nous avons étudiées sont uniques à Pluton, du moins jusqu’à présent”, a déclaré Kelsi Singer, scientifique adjoint du projet New Horizons au Southwest Research Institute, Boulder, Colorado, et auteur principal de l’article publié aujourd’hui dans Nature Communications. “Plutôt que l’érosion ou d’autres processus géologiques, l’activité cryovolcanique semble avoir extrudé de grandes quantités de matériaux sur l’extérieur de Pluton et refait la surface d’une région entière de l’hémisphère que New Horizons a vu de près.”
La région étudiée se trouve au sud-ouest du “cœur” de Pluton, Sputnik Planitia, et contient plusieurs grands dômes et des élévations jusqu’à 7 kilomètres (environ 4 miles) de haut et 30 à 100 kilomètres (18 à 60 miles) de large, avec des collines interconnectées, des monticules et des dépressions couvrant les côtés et les sommets de beaucoup des plus grandes structures. Crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Isaac Herrera/Kelsi Singer.
L’équipe de Singer a analysé la géomorphologie et la composition d’une zone située au sud-ouest du ” cœur ” brillant et glacé de Pluton, Sputnik Planitia. La région cryovolcanique contient plusieurs grands dômes, de 1 à 7 kilomètres de haut et de 30 à 100 kilomètres ou plus de large, qui fusionnent parfois pour former des structures plus complexes. Des collines, des monticules et des dépressions irrégulières et interconnectées, appelées hummocky, recouvrent les côtés et les sommets de la plupart des grandes structures. Il existe peu de cratères, voire aucun, dans cette région, ce qui indique qu’elle est géologiquement jeune. Les plus grandes structures de la région rivalisent avec le volcan Mauna Loa à Hawaii.
Même avec l’ajout d’ammoniac et d’autres composants antigel pour abaisser la température de fusion des glaces d’eau – un processus similaire à la façon dont le sel de voirie empêche la formation de glace sur les rues et les autoroutes – les températures extrêmement basses et les pressions atmosphériques sur Pluton gèlent rapidement l’eau liquide à sa surface.
Dans le cadre de leurs recherches, Kelsi Singer du Southwest Research Institute et l’équipe de New Horizons ont proposé les noms de deux structures dans la région cryovolcanique en l’honneur des pionniers de l’aviation Bessie Coleman, la première femme afro-américaine et amérindienne à obtenir une licence de pilote, et Sally Ride, la première femme américaine dans l’espace. L’Union astronomique internationale a approuvé les noms Coleman Mons et Ride Rupes en octobre 2021. Coleman Mons était essentiel à la compréhension de cette région car il pourrait être l’un des dômes volcaniques les plus récemment formés. Ride Rupes est l’une des falaises les plus hautes et les plus longues de Pluton et indique qu’il pourrait y avoir des failles profondes dans la région qui pourraient permettre au cryolava de remonter du sous-sol. Les valeurs d’élévation dans cette région varient de plus de 8 kilomètres (près de 5 miles), des zones les plus hautes en rouge/orange aux zones les plus basses en rose/blanc. Crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Kelsi Singer.
Comme il s’agit de terrains géologiques jeunes et que de grandes quantités de matériaux ont été nécessaires pour les créer, il est possible que la structure intérieure de Pluton ait retenu la chaleur dans un passé relativement récent, permettant aux matériaux riches en glace d’eau de se déposer à la surface. Des écoulements cryovolcaniques capables de créer ces grandes structures auraient pu se produire si le matériau avait la consistance d’un dentifrice,se comportaient un peu comme les glaciers de glace solide qui coulent sur Terre ou avaient une enveloppe ou une calotte gelée avec des matériaux qui pouvaient encore couler en dessous.
D’autres processus géologiques envisagés pour créer ces caractéristiques sont peu probables, selon l’équipe. Par exemple, la région présente des variations importantes dans les hauteurs et les creux du terrain qui n’ont pas pu être créées par l’érosion. L’équipe de Singer n’a pas non plus trouvé de traces d’érosion glaciaire ou de sublimation dans le terrain bosselé qui entoure les plus grandes structures.
“L’un des avantages de l’exploration de nouveaux endroits dans le système solaire est que nous trouvons des choses auxquelles nous ne nous attendions pas”, a déclaré Singer. “Ces cryovolcans géants à l’aspect étrange observés par New Horizons sont un excellent exemple de la façon dont nous élargissons nos connaissances sur les processus volcaniques et l’activité géologique des mondes glacés.”
Les images obtenues en 2015 par la sonde New Horizons ont révélé diverses caractéristiques géologiques peuplant Pluton, notamment des montagnes, des vallées, des plaines et des glaciers. Elles étaient particulièrement intrigantes car les températures glaciales à la distance de Pluton étaient censées produire un monde gelé et géologiquement inactif.
“Ces travaux récemment publiés font vraiment date, ils montrent une fois de plus l’ampleur de la personnalité géologique de Pluton pour une si petite planète, et comment elle a été incroyablement active sur de longues périodes”, a déclaré le chercheur principal de New Horizons, Alan Stern, du Southwest Research Institute. “Même des années après le survol, ces nouveaux résultats de Singer et de ses collègues montrent qu’il y a beaucoup plus à apprendre sur les merveilles de Pluton que ce que nous avions imaginé avant de l’explorer de près.”
L’article “Large-scale cryovolcanic resurfacing on Pluto” (resurfaçage cryovolcanique à grande échelle sur Pluton) est publié dans Nature Communications.
Référence : “Large-scale cryovolcanic resurfacing on Pluto” par Kelsi N. Singer, Oliver L. White, Bernard Schmitt, Erika L. Rader, Silvia Protopapa, William M. Grundy, Dale P. Cruikshank, Tanguy Bertrand, Paul M. Schenk, William B. McKinnon, S. Alan Stern, Rajani D. Dhingra, Kirby D. Runyon, Ross A. Beyer, Veronica J. Bray, Cristina Dalle Ore, John R. Spencer, Jeffrey M. Moore, Francis Nimmo, James T. Keane, Leslie A. Young, Catherine B. Olkin, Tod R. Lauer, Harold A. Weaver et Kimberly Ennico-Smith, 29 mars 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-29056-3
