En science, une découverte mène souvent à plus de questions et de mystères. C'est certainement vrai des volcans de glace sur la planète naine Cérès . Lorsque le vaisseau spatial Dawn a découvert le gigantesque cryovolcan appelé Ahuna Mons à la surface de Cérès, cela a conduit à d'autres questions : à quel point Cérès est-il cryovolcaniquement actif ? Et pourquoi n'en voit-on qu'un ?
La planète naine Cérès est quelque chose de spécial. C'est la seule planète naine à être examinée de près par un vaisseau spatial, et le seul corps cryovolcaniquement actif à être étudié de près. celui de la NASA Aube vaisseau spatial est arrivé à Ceres en 2015 après avoir visité l'astéroïde Vesta . En 2016, des scientifiques de la NASA ont révélé l'existence d'un gigantesque cryovolcan sur Cérès appelé Ahuna Mons.
Les observations de Dawn ont révélé quelque chose d'intéressant à propos d'Ahuna Mons, haute de 4 kilomètres : elle est très jeune, géologiquement parlant. Elle n'a qu'environ 200 millions d'années, alors que Cérès elle-même a 4,5 milliards d'années. Bien qu'Ahuna Mons ne soit plus active, elle l'était dans un passé récent. La jeunesse d'Ahuna Mons et le fait qu'il s'agisse du seul volcan de glace visible étaient un mystère pour les scientifiques. Il serait très étrange qu'une planète soit en sommeil pendant 4,3 milliards d'années, puis qu'elle entre soudainement en éruption à un seul endroit.
Il devait y avoir d'autres cryovolcans, mais où étaient-ils ?
Une étude de l'Université de l'Arizona (UA), dirigée par le scientifique de l'UA Michael Sori, aide à expliquer le mystère du volcan de glace Ceres. Sori et ses co-auteurs de l'UA, Ali Bramson et Shayne Byrne, ont découvert que les volcans de glace de Cérès rejettent toujours suffisamment de matière pour remplir une salle de cinéma chaque année. Leur étude explique également pourquoi nous ne pouvons voir aucun vestige d'anciens volcans à la surface de Cérès.
Selon l'article, toute trace visible d'anciens volcans de glace est effacée par un processus connu sous le nom de 'relaxation visqueuse'. Un matériau visqueux est quelque chose qui s'écoule, comme l'eau. Les fluides plus épais comme le miel et le ketchup sont également visqueux, ils mettent juste plus de temps à s'écouler. La glace est également visqueuse, et ici sur Terre, les glaciers en sont la preuve.
Ceres est principalement composé de roche et de glace, alors Sori et son équipe ont émis l'hypothèse que les volcans plus anciens se détendent simplement dans une forme non-formée, en raison de la viscosité de leur composition glace/roche. La teneur en glace et la température détermineraient à quelle vitesse ils succomberaient à la relaxation visqueuse. Plus la teneur en glace est élevée et plus la température est élevée, plus tôt le volcan de glace disparaîtrait.
Il y a des fluctuations de température à la surface de Cérès, bien qu'il ne fasse jamais plus chaud que -30 ° F. Les pôles restent froids, mais les températures à l'équateur sont plus variables. 'Les pôles de Ceres sont suffisamment froids pour que si vous commencez avec une montagne de glace, cela ne se détend pas', a déclaré Sori. 'Mais l'équateur est suffisamment chaud pour qu'une montagne de glace puisse se détendre sur des échelles de temps géologiques.'
Sori a créé des simulations pour tester la théorie de la relaxation visqueuse. Dans ces modèles, les volcans de glace près des pôles sont restés gelés pour toujours. Mais loin des pôles, les volcans de glace ont pris des formes hautes et escarpées, mais se sont effondrés en formes courtes et larges au fil du temps.
L'étape suivante consistait à parcourir les données de Dawn à la recherche de formes terrestres correspondant à celles simulées. Ceres a une superficie d'environ 3,4 millions de kilomètres carrés, et Sori et son équipe ont trouvé 22 montagnes qui correspondent à celles des simulations.
'La partie vraiment excitante qui nous a fait penser que cela pourrait être réel, c'est que nous n'avons trouvé qu'une seule montagne au pôle.' – Michael Sori, Université de l'Arizona.
'La partie vraiment excitante qui nous a fait penser que cela pourrait être réel, c'est que nous n'avons trouvé qu'une seule montagne au pôle', a déclaré Sori. Yamor Mons est au pôle, et a la même forme qu'Ahuna Mons. Mais Yamor Mons est secoué de cratères d'impact, ce qui témoigne de sa vieillesse. Yamor Mons n'a pas cédé à la relaxation visqueuse du fait de sa situation au pôle glacial. Yamor Mons est cinq fois plus large que haute, et les autres montagnes de Cérès sont conformes aux prédictions du modèle. Ils sont encore plus larges que cela.
L'équipe a ensuite pu déterminer l'âge des montagnes en les comparant aux modèles. En utilisant la topographie des montagnes, Sori a ensuite calculé leur volume. L'étape suivante consistait à combiner l'âge et le volume, et à déterminer le taux de formation des volcans de glace sur Cérès. 'Nous avons découvert qu'un volcan se forme tous les 50 millions d'années', a déclaré Sori.
À partir de leur, l'équipe a calculé en moyenne 13 000 mètres cubes de matériau cryovolcanique chaque année, ce qui est suffisant pour remplir une salle de cinéma ou quatre piscines olympiques.
Comparé au volcanisme de la Terre, ce n'est pas beaucoup de matière. Cérès est beaucoup plus petite que la Terre et les éruptions ne sont pas aussi violentes que les éruptions volcaniques terrestres. Sur Cérès, les volcans produisent du cryomagma, un mélange salé de roches, de glace et d'autres substances volatiles telles que l'ammoniac. Il suinte à la surface, formant l'équivalent d'un dôme de lave ici sur Terre. Au fil du temps, ces volcans de glace s'effondreraient simplement en raison de la relaxation visqueuse.
Les causes des volcans de glace sur Cérès ne sont pas bien comprises. Cérès est le premier corps cryovolcanique à être étudié de près. D'autres corps du système solaire sont probablement cryovolcaniques, comme L'Europe et Encelade , mais ils n'ont pas encore été étudiés de près. 'Il pourrait y avoir des similitudes entre Europa et Ceres, mais nous devons y envoyer la prochaine mission avant de pouvoir le dire avec certitude', a déclaré Sori.
de Sori papier a été publié dans la revue Astronomie de la nature .
Sources:
- Communiqué de presse de l'UA : 'Ceres prend vie un volcan de glace à la fois'
- Papier: Taux cryovolcaniques sur Cérès révélés par la topographie
- Présentation de la mission Dawn de la NASA
- Entrée Wikipédia de Cérès
- Communiqué de presse de la NASA : L'activité géologique de Cérès, la glace révélée dans de nouvelles recherches