On pense que les astéroïdes métalliques ont commencé comme des taches de fer en fusion flottant dans l'espace. Comme si ce n'était pas assez étrange, les scientifiques pensent maintenant qu'à mesure que le métal refroidit et se solidifie, des volcans crachant du fer liquide auraient pu éclater à travers une croûte de fer solide à la surface de l'astéroïde.

Ce scénario a émergé d'une analyse par des planétologues de l'UC Santa Cruz dont l'enquête a été motivée en partie par les plans de la NASA de lancer une sonde vers Psyche, le plus gros astéroïde métallique du système solaire. François Nimmo, professeur de sciences de la Terre et des planètes, s'est dit intéressé par la composition des astéroïdes métalliques indiquée par les analyses de météorites de fer, il a donc demandé à l'étudiant diplômé Jacob Abrahams de travailler sur des modèles simples de la façon dont les astéroïdes se sont refroidis et se sont solidifiés.

« Un jour, il s'est tourné vers moi et m'a dit :'Je pense que ces choses vont éclater, '", a déclaré Nimmo. "Je n'y avais jamais pensé avant, mais cela a du sens parce que vous avez un liquide flottant sous une croûte dense, donc le liquide veut monter jusqu'au sommet."

Les chercheurs ont décrit leurs découvertes dans un article qui a été accepté pour publication dans Lettres de recherche géophysique .

Les astéroïdes métalliques sont apparus au début de l'histoire du système solaire, lorsque les planètes commençaient à se former. Une protoplanète ou "planétésimal" impliquée dans une collision catastrophique pourrait être dépouillée de ses couches extérieures rocheuses, exposer un fondu, noyau riche en fer. Dans le froid de l'espace, cette goutte de métal liquide commencerait rapidement à se refroidir et à se solidifier.

"Dans certains cas, il se cristalliserait du centre vers l'extérieur et n'aurait pas de volcanisme, mais certains se cristalliseraient de haut en bas, donc vous obtiendriez une feuille de métal solide à la surface avec du métal liquide en dessous, " dit Nimmo.

Quant à savoir à quoi ressembleraient les volcans de fer, Abrahams a dit que cela dépend de la composition de la fonte. "Si c'est surtout du fer pur, alors vous auriez des éruptions d'écoulements superficiels de faible viscosité s'étalant en nappes minces, donc rien de tel que l'épais, les coulées de lave visqueuse que vous voyez à Hawaï, " dit-il. " A l'autre extrême, s'il y a des éléments légers mélangés et des gaz qui se dilatent rapidement, vous pourriez avoir un volcanisme explosif qui pourrait laisser des fosses à la surface."

La mission Psyche de la NASA devrait être lancée en 2022 et atteindre l'astéroïde en 2026. Les signes de volcanisme passé que les chercheurs pourraient rechercher incluent des variations dans la couleur ou la composition de la matière à la surface, et peut-être des caractéristiques qui ressemblent à des cheminées volcaniques. De grands cônes volcaniques sont probablement peu probables, dit Abrahams.

Malheureusement, car les astéroïdes métalliques se seraient solidifiés assez rapidement après leur formation, il y a eu beaucoup de temps (des milliards d'années) pour que les caractéristiques de surface du volcanisme se dégradent. "On ne sait pas à quoi ils pourraient ressembler maintenant, ", a déclaré Abrahams.

La meilleure opportunité de trouver des preuves de ferrovolcanisme sur les astéroïdes métalliques pourrait en fait venir de l'étude des météorites de fer déjà présentes sur Terre, les chercheurs ont dit.

"Il y a beaucoup de ces météorites métalliques, et maintenant que nous savons ce que nous cherchons, nous pourrions y trouver des traces de volcanisme, " dit Nimmo. " Si le matériau a éclaté sur la surface, ça refroidirait très vite, qui se refléterait dans la composition de la météorite. Et il pourrait y avoir des trous laissés par le gaz qui s'échappe."

Lorsqu'ils ont présenté leurs découvertes lors d'une récente conférence sur les sciences lunaires et planétaires, Abrahams et Nimmo ont découvert qu'une autre équipe de recherche était indépendamment arrivée à des conclusions similaires sur la possibilité d'un ferrovolcanisme.

"Ce n'est pas une idée choquante, mais nous n'avions jamais pensé au volcanisme de fer avant, c'est donc quelque chose de nouveau et d'intéressant à étudier, ", a déclaré Abrahams.