Lors de son survol de Pluton en 2015, la mission New Horizons a découvert un monde géologiquement riche, loin du paysage froid et obscur que beaucoup imaginaient. Presque immédiatement, les chercheurs ont identifié deux formations, nommées mont Wright et mont Piccard, qu’ils soupçonnaient d’être des volcans de glace; des études complémentaires ont confirmé leur nature.
Lors du survol de Pluton par la mission New Horizons de la NASA en 2015, l’humanité a découvert pour la première fois une immense dépression sur cette planète isolée: Sputnik Planitia. De taille comparable à celle du Mexique et occupant la majeure partie d’un hémisphère de Pluton, Sputnik Planitia s’est probablement formée suite à un impact, mais rares sont les cratères d’impact qui présentent sa forme unique en poire.
On ignore encore comment Sputnik Planitia s’est formée, mais des chercheurs ont déjà esquissé une hypothèse quant à son origine. Ils suggèrent qu’un corps de la taille de la Suisse aurait percuté Pluton selon un angle légèrement différent il y a très longtemps. Si cette hypothèse se confirme, cette image pourrait également fournir des indices sur la structure interne de Pluton sous sa surface cryogénique.
La forme et la taille colossale de Sputnik Planitia — environ 2 000 kilomètres de long et 1 600 kilomètres de large — ne sont pas les seules raisons qui suscitent la curiosité des planétologues. Quel que soit l’organisme à l’origine de cette formation, il a laissé une dépression d’environ 4 kilomètres de profondeur ; au fond de cette dépression se trouve probablement une couche de glace d’azote. La gravité aurait dû lentement faire tourner Pluton de sorte que la dépression et la masse manquante se retrouvent à l’un des pôles de Pluton, mais, étrangement, Sputnik Planitia demeure près de l’équateur.
Une théorie répandue suggérait que Sputnik Planitia était en réalité un vestige d’un océan global caché sous la surface de Pluton. Après un impact violent, l’eau liquide de cet océan aurait pu remonter à la surface pour combler le vide ainsi créé, lequel aurait ensuite été recouvert de glace et d’une couche d’azote, expliquant ainsi la présence de Sputnik Planitia à l’équateur. Cependant, certains scientifiques restaient sceptiques.
Image composite de Pluton fournie par la mission New Horizons. NASA/Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest
Asphaug, Ballantyne et leurs collègues ont entrepris une modélisation 3D afin d’explorer les circonstances ayant pu mener à la formation de Sputnik Planitia. La forme particulière de la dépression suggérait que l’impacteur avait percuté Pluton obliquement, et non de face. Ils ont ainsi modélisé un objet de 700 kilomètres de diamètre (435 miles) – une sphère de glace et de roche – tombant vers une planète semblable à Pluton. Cet objet était conçu avec un noyau rocheux entouré d’une enveloppe de glace d’eau, et l’impact s’est produit selon un angle faible de 30 degrés. Ce scénario a non seulement permis la formation du cratère en forme de poire, mais la modélisation de l’équipe a également montré que le noyau de l’impacteur était resté enfoui sous Sputnik Planitia, lui conférant la masse supplémentaire nécessaire pour demeurer à l’équateur. Les chercheurs ont publié leurs travaux dans la revue Nature Astronomy le 15 avril 2024.
Les auteurs affirment que des recherches supplémentaires sont encore nécessaires pour approfondir ces concepts et comprendre comment Sputnik Planitia a évolué au cours de milliards d’années et comment les collisions se produisent dans ce coin reculé du système solaire.
Explorer l’intérieur de Pluton pourrait permettre de mieux comprendre ces dynamiques, mais des réponses plus définitives devront peut-être attendre une autre mission. Si le passage de New Horizons autour de Pluton a constitué un exploit remarquable, la sonde n’a fait que survoler la planète, n’effleurant littéralement que sa surface. Une future mission pourrait se mettre en orbite autour de Pluton et sonder son intérieur, par exemple en mesurant son champ gravitationnel.
Certains scientifiques pensent que Pluton abrite des cryovolcans qui rejettent de la vapeur d’eau, voire de la glace d’eau. Cette eau doit bien provenir de quelque part, et la couche d’eau liquide présente sous la croûte de Pluton correspond assez bien à cette hypothèse.
Des chercheurs de l’Université Washington de Saint-Louis et du Lunar and Planetary Institute de Houston ont entrepris la création d’un modèle pour illustrer l’aspect que pourrait avoir cette couche liquide. Plus précisément, ils souhaitaient créer un modèle similaire à Sputnik Planitia, une dépression en forme de cœur à la surface de Pluton, probablement formée suite à un impact. Les chercheurs ont donc testé différentes épaisseurs d’océan et densités d’eau susceptibles de reproduire les fissures observées par New Horizons sur Sputnik Planitia. Nguyen et son co-auteur, Patrick McGovern, ont publié leurs travaux dans la revue Icarus le 15 février 2025.
«Nous avons estimé une sorte de zone idéale où la densité et l’épaisseur de la coquille sont parfaites», a déclaré Alex Nguyen, étudiant diplômé de l’Université Washington de Saint-Louis et l’un des auteurs, dans un communiqué.
Leurs calculs ont montré que l’océan de Pluton aurait probablement une épaisseur comprise entre 40 et 80 kilomètres et une densité environ 8 % supérieure à celle de l’eau de mer terrestre. Cela correspond approximativement à la densité du Grand Lac Salé.
L’existence d’un océan plutonien demeure toutefois controversée. Les scientifiques ne connaissent pas suffisamment Pluton pour déterminer si les preuves attestent réellement de la présence d’eau liquide ou s’il s’agit simplement d’indices indirects. Une étude récente modélisant l’origine de Sputnik Planitia a révélé que ce bassin en forme de cœur se serait probablement formé si Pluton possédait un intérieur solide.
Tant que la sonde qui succédera à New Horizons ne nous permettra pas de revisiter Pluton, ce qui se cache sous la surface de la planète restera dans l’ombre.
Une autre étude suggère qu’une formation sur Pluton précédemment identifiée comme un cratère d’impact pourrait en réalité être la caldeira d’un supervolcan entré en éruption au cours des derniers millions d’années.
Lors de son survol de Pluton en 2015, la mission New Horizons de la NASA a révélé un monde géologiquement riche, loin du paysage froid et obscur que beaucoup imaginaient. Presque immédiatement, les chercheurs ont découvert deux formations, nommées mont Wright et mont Piccard, qu’ils soupçonnaient d’être des volcans de glace; des études complémentaires ont confirmé leur nature.
Mais tous les cryovolcans n’étaient pas faciles à repérer. Le Kiladze, présumé supervolcan, avait d’abord été classé comme un cratère d’impact. Cependant, les scientifiques soupçonnent désormais qu’il s’agit d’autre chose.
«Nous avons évalué la probabilité que cette dépression soit une caldeira cryovolcanique plutôt qu’un cratère d’impact», a déclaré Al Emran, planétologue au Jet Propulsion Laboratory en Californie. En juillet 2025, Emran a présenté les conclusions de son équipe lors de la conférence «Progrès dans la compréhension du système de Pluton: 10 ans après le survol» à Laurel, dans le Maryland.
«Nous pensons que cela ressemble davantage à la caldeira de Yellowstone, dans le Wyoming», a déclaré Emran. Au moins deux éruptions de Yellowstone, il y a des millions d’années, ont atteint le stade de supervolcan.
Kiladze est toujours répertorié comme un cratère. Mais les abondants dépôts de glace d’eau qui entourent cette formation en forme de bol ont piqué la curiosité d’Emran, qui s’est demandé s’il s’agissait d’un cryovolcan.
Au premier abord, cette forme ovale allongée ressemble beaucoup à un cratère d’impact. Il est vaste, avec un diamètre moyen de 4 kilomètres. Ses parois sont irrégulières, et les structures complexes qu’il aurait contenues auraient pu être facilement détruites par les processus actifs à la surface de Pluton.
Le paysage est marqué par des dépressions et autres formations géologiques, dont beaucoup se sont effondrées. Si un objet en chute libre avait pénétré la surface et mis à nu des veines de lave solidifiée, cela aurait pu provoquer la dispersion explosive de glace d’eau observée en surface.
Infographie illustrant le processus de formation d’une caldeira. Trista L. Thornberry-Ehrlich, Université d’État du Colorado.
Mais lorsqu’Emran a étudié les cartes topographiques de Pluton réalisées par l’équipe de New Horizons, il s’est aperçu d’un problème : le cratère était trop profond. Dans tout le système solaire, la profondeur des cratères varie de façon prévisible en fonction de leur diamètre, et cette même loi semble s’appliquer aux autres cratères de Pluton, mais pas à Kiladze.
Un cratère d’impact de cette taille aurait un diamètre maximal estimé à 2,74 kilomètres. Cependant, compte tenu de l’activité traversant Pluton, il est probable qu’avec le temps, des matériaux l’auraient comblé, le réduisant encore davantage. Des particules de brouillard s’y seraient accumulées, et la glace fondante ou s’effondrant aurait provoqué un effondrement vers l’intérieur.
Cependant, le bassin de Kiladze est non pas moins profond que prévu, mais plus profond. Certaines parties du bassin atteignent 2,5 mètres de profondeur, et la profondeur moyenne de l’ensemble du réservoir est de près de 3 kilomètres.
Voir aussi... Les scientifiques nourrissent de grands espoirs concernant les grottes lunaires Étude des organes sensoriels en conditions de microgravité: méthodes et résultats en 2026 |
Pour ces raisons, Emran et ses collègues suggèrent que le Kiladze est une caldeira, une immense dépression formée par l’éruption et l’effondrement subséquent d’un volcan. Le magma (ou cryomagma) jaillissant rapidement de la surface sur une courte période peut fragiliser la roche sous-jacente, provoquant son effondrement.
Malgré la destruction du supervolcan, l’éruption du Kiladze aurait été impressionnante. Emran et ses collègues ont calculé que l’explosion aurait pu projeter jusqu’à 1 000 kilomètres cubes de cryomagma glacé dans la région environnante, ce qui correspond à la définition d’un supervolcan. Bien que Yellowstone ait connu plus de 80 éruptions au cours de ses plus de deux millions d’années d’histoire, seules deux d’entre elles ont été classées comme supervolcaniques.
Kiladze aurait pu éjecter son cryomagma lors d’une seule explosion, ou bien les éruptions auraient pu être étalées dans le temps. Quoi qu’il en soit, la dernière éruption a projeté de la glace d’eau à au moins 100 km de distance. Emran suggère cependant que cette estimation est sous-évaluée, car la résolution inférieure de New Horizons révèle probablement davantage de glace d’eau.
« On s’attend à ce qu’une ou plusieurs éruptions explosives catastrophiques, telles que celles qui ont formé et provoqué l’effondrement de ce que nous appelons la caldeira de Kiladze, aient dispersé le cryomagma glace-eau sur une distance d’un millier de kilomètres ou plus, ce qui a donné lieu à des affleurements trop petits pour être détectés dans les données existantes », écrivent les auteurs dans un article publié dans The Planetary Science Journal.
Kiladze se situe au nord de Spoutnik, le cœur glacé de Pluton. Bien que la majeure partie de la surface de la planète naine soit recouverte de glaces diverses, seule une petite portion présente une densité comparable à celle d’un congélateur domestique. Les températures sur Pluton sont si basses que la glace d’eau forme le noyau de la planète naine, d’autres couches de glace se formant par-dessus.
Mais aux alentours de Kiladze, la glace d’eau recouvre toute la surface. Elle contient des traces d’un composé d’ammoniac non identifié. « Sa composition exacte est difficile à déterminer », a déclaré Emran. De plus, cette signature spécifique de l’ammoniac n’est observée nulle part ailleurs sur Pluton.
Image de Kiladze. Centre de recherche en astrogéologie de l’Institut d’études géologiques des États-Unis.
L’ammoniac pourrait être ce qui maintient la glace glaciaire à l’état fluide. Son ajout abaisse le point de congélation de l’eau, lui permettant de rester liquide plus longtemps. Sous la surface, des dépôts d’eau et d’ammoniac auraient pu empêcher la congélation lors de la solidification du socle rocheux de Pluton. Finalement, la pression tectonique aurait pu forcer le magma glacé à remonter à la surface, provoquant des éruptions sur le paysage autour de Kiladze, explique Emran.
Des traces mystérieuses d’ammoniac pourraient également permettre de dater le cryovolcan. L’ammoniac pur est rapidement détruit par le vent solaire, les particules ultraviolettes et les rayons cosmiques. Sa faible présence indique que la dernière éruption de Pluton est relativement récente.
La brume de Pluton pourrait révéler une activité géologique. Un voile de lumière enveloppe la planète naine, formé par la transition du méthane et d’autres gaz de l’état solide à l’état gazeux. En grossissant, les particules finissent par tomber à la surface et se répandent sur toute la planète. Emran a expliqué que les particules de brume qui se déposent recouvrent la glace d’eau comme une couverture, masquant les traces de cryolava. Si une telle couche s’était formée, New Horizons aurait observé de la glace riche en azote au lieu de signes de volcanisme riche en eau.
Pour recouvrir la glace d’eau, il faudrait qu’au moins 10 millimètres de particules de brume se déposent sur Pluton. Ce processus prend au moins 3 millions d’années, a déclaré Emran. Cela pourrait signifier que Pluton n’est pas aussi gelée qu’on le pensait.
«Si Kiladze est entré en éruption il y a seulement 3 millions d’années, cela suggère fortement que l’intérieur de Pluton pourrait encore conserver une certaine chaleur résiduelle», a déclaré Emran. «Ceci est cohérent avec l’idée que le cryovolcanisme sur Pluton pourrait être soit continu, soit épisodique.»
Une étude antérieure suggérait que la brume enveloppant Pluton pourrait être composée de cristaux de glace contenant des noyaux de cyanure.
Les brumes, composées de minuscules particules de poussière, de fumée, de glace et d’autres substances, ne sont pas propres à la Terre : des scientifiques ont découvert des brumes enveloppant Mars, Vénus, Saturne et Jupiter.
Ce phénomène de brume ne se limite pas aux planètes. Titan, la plus grande lune de Saturne et la seule connue pour posséder des nuages, est enveloppée d’une épaisse brume orangée, dont la composition est similaire à celle du smog terrestre. La sonde Voyager 2 de la NASA a également détecté de la brume dans l’atmosphère de Triton, la plus grande lune de Neptune.
La sonde Cassini de la NASA observe la face nocturne de Titan, la plus grande lune de Saturne, et y découvre la lumière du soleil diffusée par la fine couche atmosphérique de la planète, créant ainsi un anneau coloré. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
La mission New Horizons de la NASA, qui a survolé Pluton en 2015, a révélé de manière inattendue que la surface glacée de cette planète naine est également enveloppée d’une brume. Pluton, Titan et Triton étant des mondes glacés dotés d’atmosphères riches en azote, méthane et monoxyde de carbone, les chercheurs soupçonnaient la présence de brumes similaires sur ces astres.
Voir aussi... |
Des études antérieures ont montré que la brume de Titan s’est formée lorsque le rayonnement ultraviolet solaire a déclenché des réactions chimiques dans la haute atmosphère de cette lune glacée. Ces réactions ont produit des composés organiques simples, qui ont ensuite alimenté la formation de molécules organiques de plus en plus grandes et complexes.
Cependant, des scientifiques ont découvert que la brume présente sur Pluton et Triton pourrait avoir une origine totalement différente de celle observée sur Titan. Ils ont détaillé leurs conclusions le 21 décembre 2021 dans la revue Nature Astronomy.
La sonde Voyager 2 de la NASA a capturé des traînées sombres créées par des geysers visibles à la surface glacée de la région polaire sud de Triton. NASA/JPL
En analysant des modèles informatiques de formation de brume, des chercheurs ont constaté que si les mêmes réactions chimiques se produisaient sur Pluton que sur Titan, elles ne produiraient qu’environ la moitié de la quantité de particules de brume détectées lors d’études précédentes sur la planète naine. L’atmosphère de Pluton étant environ 80 degrés Celsius plus froide que celle de Titan, les processus chimiques qui s’y déroulent sont plus lents.
Dans leur étude, Lavvas et ses collègues proposent que, comme sur Titan, la lumière solaire déclenche des réactions chimiques dans la haute atmosphère de Pluton, formant des composés simples tels que le cyanure d’hydrogène – une molécule composée d’un atome d’hydrogène, d’un atome de carbone et d’un atome d’azote. Leurs modèles suggèrent que le cyanure d’hydrogène peut geler, formant de minuscules particules de glace.
Sous l’effet de la gravité, ces particules de glace microscopiques se déposent, et d’autres gaz se condensent autour d’elles, les enrobant. Ainsi, les particules de brume sur Pluton seraient principalement composées de différents types de glace, plutôt que de composés organiques plus complexes, comme sur Titan. Les scientifiques ont constaté que la taille, l’abondance et la distribution de ces grains de glace dans l’atmosphère, telles que prédites par les modèles informatiques, sont pratiquement identiques à celles des particules de brume détectées sur Pluton.
La sonde New Horizons de la NASA a capturé cette image de la brume bleutée entourant la planète naine Pluton lors de son survol historique en 2015. NASA/JHUAPL/SWRI/SPL
De plus, les chercheurs avancent que ces particules glacées présentes sur Pluton interagiraient moins avec l’énergie solaire incidente que les particules de brume sur Titan. Par conséquent, selon Lavvas, elles joueraient un rôle moins important dans la régulation de la température de l’atmosphère de Pluton qu’on ne le pensait auparavant.
Quant à Triton, les scientifiques affirment que son atmosphère devrait être encore plus froide que celle de Pluton.
Commenter sur Facebook* Le propriétaire de la société Meta est considéré comme extrémiste en Russie et fait l’objet d’une interdiction.Voir aussi... Liste complète des gestionnaires d'événements HTML/Javascript avec exemples Liste des documents requis pour un site Web en Fédération de Russie |
