Les montagnes de Pluton sont enneigées, mais pas pour les mêmes raisons que sur Terre

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le  13 octobre 2020
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En 2015, la sonde New Horizons a découvert sur Pluton de spectaculaires montagnes aux sommets couverts de glace, ressemblant de façon frappante aux massifs terrestres. Un tel paysage n’avait jamais été observé ailleurs dans le Système solaire. Mais, alors que sur notre planète les températures atmosphériques diminuent avec l’altitude, sur Pluton, elles se réchauffent avec l’altitude, à cause du rayonnement solaire. D’où provient donc cette glace ? Une équipe internationale, menée par des scientifiques du CNRS [1] dont des chercheurs de l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, a mené l’enquête.
Ils ont d’abord déterminé que cette « neige » des montagnes de Pluton est en réalité faite de glace de méthane, un gaz présent sous forme de traces dans l’atmosphère de Pluton, à la manière de la vapeur d’eau sur Terre. Ensuite, pour comprendre comment un même paysage pouvait être produit dans des conditions aussi différentes, ils ont utilisé un modèle du climat de la planète naine. Celui-ci leur a permis de découvrir qu’en raison de sa dynamique particulière, l’atmosphère de Pluton est enrichie en méthane gazeux en altitude. Par conséquent, ce n’est qu’au sommet des montagnes suffisamment hautes pour atteindre cette zone enrichie que l’air est assez chargé en méthane pour permettre sa condensation. Plus bas, l’air est trop pauvre en méthane pour que la glace puisse se former. Publiés dans Nature Communications, ces travaux pourraient aussi expliquer pourquoi les épais glaciers de méthanes observés ailleurs sur Pluton sont hérissés de spectaculaires crêtes escarpées, à la différence des glaciers d’eau, plats, terriens.

A gauche, la région de « Cthulhu» près de l’équateur de Pluton et à droite, les Alpes sur Terre. Deux paysages identiques, créés par des processus très différents. © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute © T
À gauche, la région de "Cthulhu" près de l’équateur de Pluton et à droite, les Alpes sur Terre. Deux paysages identiques, créés par des processus très différents.
© NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
© Thomas Pesquet / ESA

Sur Terre, la neige se condense en altitude, car l’air se dilate lors des mouvements ascendants et donc se refroidit (on perd ainsi 1°C tous les 100 m environ). Sur Pluton, la glace de méthane se forme sur le sommet des montagnes lorsqu’elles sont suffisa
Sur Terre, la neige se condense en altitude, car l’air se dilate lors des mouvements ascendants et donc se refroidit (on perd ainsi 1°C tous les 100 m environ). Sur Pluton, la glace de méthane se forme sur le sommet des montagnes lorsqu’elles sont suffisamment hautes pour atteindre les hautes couches atmosphériques, plus chaudes et enrichies en méthane.
© Tanguy Bertrand et al.
 
Notes
[1] - Ont participé à ces travaux des scientifiques du Laboratoire de météorologie dynamique de l’IPSL (CNRS / Sorbonne Université / École polytechnique / ENS Paris), de l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS / Université Grenoble Alpes), du NASA Ames Research Center et du Lowell Observatory (États-Unis).
Publié le  13 octobre 2020
Mis à jour le  16 octobre 2020