Ahuna Mons vu dans une vue en perspective simulée. L'élévation a été exagérée par un facteur de deux. La vue a été réalisée à l'aide d'images aux couleurs améliorées de la mission Dawn de la NASA. Crédit :NASA
Un volcan de glace solitaire récemment découvert sur la planète naine Cérès peut avoir des frères et sœurs plus âgés cachés, disent les scientifiques qui ont testé une manière probable que de telles montagnes de roche glacée - appelées cryovolcans - pourraient disparaître au cours de millions d'années.
Le vaisseau spatial Dawn de la NASA a découvert le cryovolcan Ahuna Mons de 4 kilomètres (2,5 milles) de haut de Ceres en 2015. D'autres mondes glacés dans notre système solaire, comme Pluton, Europe, Triton, Charon et Titan, peut aussi avoir des cryovolcans, mais Ahuna Mons est visiblement seule sur Cérès. La planète naine, avec une orbite entre Mars et Jupiter, se trouve également beaucoup plus près du soleil que d'autres corps planétaires où des cryovolcans ont été trouvés.
Maintenant, les scientifiques montrent qu'il y a peut-être eu des cryovolcans autres qu'Ahuna Mons sur Cérès il y a des millions ou des milliards d'années, mais ces cryovolcans peuvent s'être aplatis avec le temps et devenir impossibles à distinguer de la surface de la planète. Ils rapportent leurs conclusions dans un nouvel article accepté pour publication dans Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union.
"Nous pensons que nous avons un très bon dossier qu'il y a eu beaucoup de cryovolcans sur Cérès mais qu'ils se sont déformés, " a déclaré Michael Sori du Laboratoire lunaire et planétaire de l'Université de l'Arizona à Tucson, et auteur principal du nouveau document.
Ahuna Mons est un élément important sur Ceres, atteignant environ la moitié de la hauteur du mont Everest. Son existence solitaire a intrigué les scientifiques depuis qu'ils l'ont espionné.
"Imaginez s'il n'y avait qu'un seul volcan sur toute la Terre, " dit Sori. " Ce serait déroutant. "
Les pentes abruptes et les caractéristiques bien définies d'Ahuna Mons s'ajoutent au casse-tête - généralement des signes de jeunesse géologique, dit Sori. Cela conduit à deux possibilités :Ahuna Mons est telle qu'elle apparaît, inexplicablement seul après s'être formé relativement récemment sur un monde autrement inactif. Ou, le cryovolcan n'est pas seul ou inhabituel, et il y a un processus sur Cérès qui a détruit ses prédécesseurs et laissé la jeune Ahuna Mons comme le cryovolcan solitaire sur la planète naine, selon Sori.
Cérès n'a pas d'atmosphère, ainsi les processus qui usent les volcans sur Terre - le vent, pluie et glace - ne sont pas possibles sur la planète naine. Sori et ses collègues ont émis l'hypothèse qu'un autre processus, appelé relaxation visqueuse, pourrait être au travail.
La mystérieuse montagne Ahuna Mons de Cérès est visible dans cette mosaïque d'images du vaisseau spatial Dawn de la NASA. Dawn a pris ces images à 240 miles (385 kilomètres) au-dessus de la surface, en décembre 2015. La résolution de l'image est de 120 pieds (35 mètres) par pixel. Crédit :NASA
La relaxation visqueuse est l'idée qu'à peu près n'importe quel solide s'écoulera, donné suffisamment de temps. Par exemple, un bloc froid de miel semble être solide. Mais si on lui donne assez de temps, le bloc s'aplatira jusqu'à ce qu'il ne reste plus aucun signe de la structure du bloc d'origine.
Sur Terre, la relaxation visqueuse est ce qui fait couler les glaciers, Sori a expliqué. Le processus n'affecte pas les volcans sur Terre car ils sont faits de roche, mais les volcans de Cérès contiennent de la glace, ce qui rend possible une relaxation visqueuse. Sur Cérès, la relaxation visqueuse pourrait entraîner l'aplatissement des cryovolcans plus anciens sur des millions d'années, de sorte qu'ils sont difficiles à discerner. L'emplacement de Cérès près du soleil pourrait rendre le processus plus prononcé, dit Sori.
Pour tester l'idée que la relaxation visqueuse avait provoqué l'aplatissement des cryovolcans sur Cérès, Sori et ses collègues ont créé un modèle utilisant les dimensions réelles d'Ahuna Mons pour prédire à quelle vitesse la montagne pourrait couler. Ils ont exécuté le modèle en supposant différentes teneurs en eau des matériaux qui composent la montagne - allant de 100 pour cent de glace d'eau à 40 pour cent de glace d'eau, Sori a expliqué.
Ahuna Mons devrait être composé de plus de 40 pour cent de glace d'eau pour être affecté par la relaxation visqueuse, ils ont trouvé. A cette composition, Sori estime qu'Ahuna Mons devrait s'aplatir à un rythme de 10 à 50 mètres (30 à 160 pieds) par million d'années. C'est suffisant pour rendre les cryovolcans méconnaissables dans des centaines de millions à des milliards d'années, suggérant qu'il aurait pu y avoir d'autres cryovolcans sur Cérès, selon la nouvelle étude.
"Ahuna Mons a au plus 200 millions d'années. Elle n'a tout simplement pas eu le temps de se déformer, " dit Sori.
La prochaine étape pour Sori et son équipe sera d'essayer d'identifier les restes aplatis d'anciens cryovolcans sur Cérès. Les résultats pourraient aider les scientifiques à mieux déchiffrer l'histoire de la formation de la planète naine, il ajouta.
La nouvelle étude aide les scientifiques à approfondir leurs connaissances sur ce qui pourrait être possible sur les corps planétaires de notre système solaire, dit Kelsi Singer, un chercheur postdoctoral qui étudie les mondes glacés au Southwest Research Institute de Boulder, Colorado, et n'a pas été impliqué dans la nouvelle recherche.
"Ce serait amusant de vérifier certaines des autres caractéristiques qui sont des dômes potentiellement plus anciens sur Ceres pour voir si elles correspondent à la théorie de la façon dont les formes devraient évoluer visqueusement au fil du temps, " dit-elle. " Parce que toutes les caractéristiques cryovolcaniques putatives sur d'autres mondes sont différentes, Je pense que cela aide à élargir notre inventaire de ce qui est possible. »
