Pluton : la dynamique de la glace d’azote se dévoile

Univers

La région Sputnik Planitia, un bassin rempli de glace d'azote à la surface de Pluton1, porte des marques étonnantes : des polygones plats délimités par des creux étroits, marqueurs d’une convection thermique de la glace qui renouvelle la surface en permanence. Le moteur de cette dynamique était jusqu’à ce jour une énigme. Dans une étude publiée le 15 décembre 2021 dans Nature, des chercheurs du CNRS, de l’ENS de Lyon2 et de l’Université d’Exeter au Royaume-Uni, lèvent le voile sur la formation de ces structures. Malgré un faible ensoleillement, la glace d’azote est régulièrement sublimée, c’est-à-dire qu’elle se transforme directement en gaz. La sublimation entraîne un refroidissement local qui provoque des mouvements de la couche de glace sur des échelles de temps d’environ 100 000 ans, une vitesse comparable à celle des plaques tectoniques sur Terre. Ce nouveau type de dynamique ressemble plus à celle des océans sur Terre qu’à celle des couches de glace des lunes de Jupiter et de Saturne. Elle pourrait intervenir à la surface d’autres objets planétaires tels que Triton, la lune de Neptune, ou Eris et Makemake, qui font partie des plus gros corps de la Ceinture de Kuiper.

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La dynamique de la glace d’azote sur Pluton.
En haut, une partie de la plaine de Sputnik Planitia montrant des formes polygonales dues à la convection dans la glace (Extraite de https://www.nasa.gov/image-feature/pluto-s-icy-plains-in-highest-resolution-views-from-new-horizons) © NASA/JHUAPL/SwRI).
En bas, les anomalies de température sous la surface de la glace telles que prédites par un modèle numérique proposé par les auteurs de l’étude © A. Morison/S. Labrosse/G. Choblet

 

  • 1. Découvert le 14 juillet 2015 par la sonde américaine New Horizons
  • 2. Au Laboratoire de géologie de Lyon (CNRS/ENS de Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) et du Laboratoire de planétologie et géodynamique (CNRS/Université de Nantes/Université d’Angers).
Bibliographie

Sublimation-driven convection in Sputnik Planitia on Pluto. A. Morison, S. Labrosse & G. Choblet. Nature, le 15 décembre 2021. DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-021-04095-w

Contact

Stéphane Labrosse
Chercheur ENS de Lyon
Gaël Choblet
Chercheur CNRS
Alexiane Agullo
Attachée de presse CNRS