Quand l’azote liquide coulait à la surface de Pluton

surface de Pluton
La surface de Pluton, centrée sur la plaine Spoutnik (riche en glace d’azote, de méthane et de monoxyde de carbone) laquelle représente le « ventricule » gauche du cœur alias la région Tombaugh. Image composite prise en haute résolution avec le spectromètre Ralph/MVIC (bleu, rouge et infrarouge), le 14 juillet 2015

Plusieurs images détaillées de la surface de Pluton dévoilées ces derniers mois suggèrent l’existence d’une sorte de lac et de réseaux arborescents qui ressemblent à des rivières asséchées. Ce n’est pas de l’eau qu’elles auraient drainée, mais de l’azote liquide.

Comme on l’a vu à maintes reprises, au fil des images et mesures transmises par New Horizons depuis son survol inédit du 14 juillet 2015, Pluton est une planète naine d’une richesse géologique fascinante et complexe, témoignant d’une activité variable entretenue depuis des milliards d’années. C’est impressionnant pour un monde plus petit que la Lune qui se promène si loin du Soleil, entre 4,4 et 7,3 milliards de km (en moyenne, 39 fois la distance entre la Terre et le Soleil).

Par petites touches, l’astre continue de se dévoiler. Parmi ses traits géomorphologiques les mieux connus, citons la mosaïque de la vaste plaine nommée Spoutnik, la moitié gauche du grand cœur, façonnée par des nappes de glace d’azote visqueuse en mouvement. Celles-ci semblent s’écouler en surface vers les bords où, par ailleurs, sont observées des montagnes de glace d’eau disloquées et à la dérive. En marge de cette formation, l’équipe a repéré plusieurs environnements intrigants comme par exemple, au sud, des dômes qui pourraient très bien être des cryovolcans. Mais parmi les plus étonnants, il y a, plus au nord, une tache claire d’une trentaine de kilomètres de long qui évoque un lac plus ou moins asséché et aussi, plusieurs structures arborescentes qui font penser à des vallées fluviales. Des rivières sur Pluton ? Cela parait si peu probable. Et pourtant, leur existence peut être expliquée dans le cadre de variations climatiques sur de grandes échelles de temps, comme le propose l’enquête de l’équipe scientifique. Mais attention, ce n’est pas de l’eau qu’elles drainaient, mais de l’azote liquide…

À gauche : structures dendritiques ou arborescentes observées au nord-est de la plaine Spoutnik. Au centre : réseau de vallées situé au nord-ouest de Spoutnik. À droite : possible ancien lac observé près de la bordure nord de Spoutnik. Chacun de ces environnements suggère que la pression atmosphérique et la température étaient plus élevées dans le passé — Crédit : NASA, JHUAPL, SwRI
À gauche : structures dendritiques ou arborescentes observées au nord-est de la plaine Spoutnik. Au centre : réseau de vallées situé au nord-ouest de Spoutnik. À droite : possible ancien lac observé près de la bordure nord de Spoutnik. Chacun de ces environnements suggère que la pression atmosphérique et la température étaient plus élevées dans le passé — Crédit : NASA, JHUAPL, SwRI

Une atmosphère plus dense dans le passé

Lors des 47e Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) qui se sont déroulées à Houston, entre le 21 et le 25 mars, le directeur de la mission, Alan Stern du Southwest Research Institute et son collègue du MIT, Richard Binzel, ont éclairé l’histoire géologique de la planète naine et l’origine de plusieurs de ses reliefs actuels en mettant en évidence un super cycle de Milankovich. C’est à ce dernier, rappelons-le, que sont imputés les cycles glaciaires et interglaciaires sur Terre, en raison des variations dans l’excentricité de son orbite, de l’inclinaison de l’axe de rotation et de la précession des équinoxes (l’axe oscille comme une toupie…). Pour Pluton, il en serait de même, mais de façon plus extrême.

Ses changements d’obliquité ne sont en revanche pas de l’ordre d’un degré comme pour notre douillette planète bleue, mais de plus de 20 degrés sur plusieurs centaines de milliers d’années. Actuellement inclinée à 120°, la planète naine se balance entre 103 et 127°. La taille des régions exposées au Soleil varie ainsi au fil du temps ce qui a pour corollaire de modifier les propriétés de l’atmosphère. Il est apparu dans leurs modèles que la pression atmosphérique, actuellement de 10 microbars, a pu être 1.000 à 10.000 fois plus élevée dans un lointain passé, si bien qu’au maximum, elle pût être supérieure de 4 à 40 fois à celle de Mars. « Cela ouvre la possibilité que de l’azote liquide a pu couler une ou plusieurs fois à la surface de Pluton » considère Alan Stern.

Dans ces conditions, il est en effet envisageable que la température et la pression dépassent le point triple de l’azote et on peut même imaginer un cycle hydrologique (évaporation, brume, écoulements, etc.). Aussi, ce qui ressemble à un lac qui s’est progressivement vidé, put être rempli d’azote, voici des millions d’années via ces rivières. Peut-être y avait-il aussi une mer… ? Pour en savoir plus, il faudra être encore patient, « nous commençons juste à comprendre le climat sur le long-terme de Pluton » déclare Richard Binzel. À présent l’astre est entre les deux extrémités de ces variations climatiques.

Planisphère de Pluton. Puisque la planète naine est inclinée à 120°, une grande partie de son hémisphère sud (tiers inférieur) était plongée dans l’obscurité lors de la visite de New Horizons en juillet 2015. Une longue nuit hivernale commencée il y a plusieurs décennies (la période orbitale de Pluton est d’environ 248 ans). Au centre, épousant l’équateur de l’astre, la bande sombre baptisée Cthulhu, est la seule région à ne jamais subir de nuits polaires et reste donc la plus exposée au Soleil, ce qui fait fuir les matériaux les plus volatils — Crédit : NASA, JHUAPL, SwRI
Planisphère de Pluton. Puisque la planète naine est inclinée à 120°, une grande partie de son hémisphère sud (tiers inférieur) était plongée dans l’obscurité lors de la visite de New Horizons en juillet 2015. Une longue nuit hivernale commencée il y a plusieurs décennies (la période orbitale de Pluton est d’environ 248 ans). Au centre, épousant l’équateur de l’astre, la bande sombre baptisée Cthulhu, est la seule région à ne jamais subir de nuits polaires et reste donc la plus exposée au Soleil, ce qui fait fuir les matériaux les plus volatils — Crédit : NASA, JHUAPL, SwRI
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