À quoi ressemblerait un volcan et ses coulées de lave sur un corps planétaire composé principalement de métal ? Une étude pilote de la North Carolina State University offre des informations sur le ferrovolcanisme qui pourraient aider les scientifiques à interpréter les caractéristiques du paysage sur d'autres mondes.

Les volcans se forment lorsque le magma, qui se compose des solides partiellement fondus sous la surface d'une planète, éclate. Sur Terre, que le magma est principalement de la roche en fusion, composé en grande partie de silice. Mais tous les corps planétaires ne sont pas faits de roche - certains peuvent être principalement glacés ou même métalliques.

"Le cryovolcanisme est une activité volcanique sur des mondes glacés, et nous l'avons vu se produire sur la lune Encelade de Saturne, " dit Arianna Soldati, professeur adjoint de marine, sciences de la terre et de l'atmosphère à NC State et auteur principal d'un article décrivant le travail. "Mais le ferrovolcanisme, activité volcanique sur les mondes métalliques, n'a pas encore été observé."

Entrez 16 Psyché, un astéroïde de 140 milles de diamètre situé dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Sa superficie, d'après les observations infrarouges et radar, est principalement du fer et du nickel. 16 Psyche fait l'objet d'une prochaine mission de la NASA, et l'astéroïde a inspiré Soldati à réfléchir à ce à quoi pourrait ressembler l'activité volcanique sur un monde métallique.

"Quand nous regardons des images de mondes différents du nôtre, nous utilisons encore ce qui se passe sur Terre - comme des preuves d'éruptions volcaniques - pour les interpréter, " dit Soldati. " Cependant, nous n'avons pas de volcanisme métallique répandu sur Terre, nous devons donc imaginer à quoi pourraient ressembler ces processus volcaniques sur d'autres mondes afin que nous puissions interpréter correctement les images."

Soldati définit deux types possibles de ferrovolcanisme :Type 1, ou ferrovolcanisme pur, se produisant sur des corps entièrement métalliques; et Type 2, faux ferrovolcanisme, se produisant sur des corps hybrides rocheux-métalliques.

Dans une étude pilote, Soldati et ses collègues du Syracuse Lava Project ont produit du ferrovolcanisme de type 2, dans lequel le métal se sépare de la roche au fur et à mesure que le magma se forme.

"Le four du projet Lava est configuré pour faire fondre la roche, nous travaillions donc avec les métaux (principalement le fer) qui s'y trouvent naturellement, " dit Soldati. " Lorsque vous faites fondre de la roche dans les conditions extrêmes du four, une partie du fer se séparera et coulera au fond car il est plus lourd. En vidant complètement le four, nous avons pu voir comment se comportait ce magma de métal par rapport à celui de roche."

Les coulées de lave métallique ont voyagé 10 fois plus vite et se sont dispersées plus finement que les coulées de roches, se brisant dans une myriade de canaux tressés. Le métal a également voyagé en grande partie sous la coulée de roche, émergeant du bord d'attaque de la lave rocheuse.

Le lisse, mince, tressé, des couches largement répandues de lave métallique laisseraient une impression très différente sur la surface d'une planète que les couches souvent épaisses, rugueux, coulées rocheuses que nous trouvons sur Terre, selon Soldati.

« Bien qu'il s'agisse d'un projet pilote, il y a encore des choses que nous pouvons dire, " dit Soldati. " S'il y avait des volcans sur 16 Psyche - ou sur un autre corps métallique - ils ne ressembleraient certainement pas au mont Fuji aux parois abruptes, un volcan terrestre emblématique. Au lieu, ils auraient probablement des pentes douces et de larges cônes. C'est ainsi qu'un volcan de fer serait construit - de minces coulées qui s'étendent sur de plus longues distances."

L'œuvre apparaît dans Communication Nature .