Comment se forment les glaces de Pluton
Des simulations numériques du climat de Pluton expliquent la répartition des glaces d’azote, de monoxyde de carbone et de méthane à la surface de la planète.
n juillet 2015, la sonde New Horizons survolait Pluton à basse altitude et photographiait une gigantesque étendue blanche d’azote glacé dans la région dénommée Sputnik Planum, proche de l’équateur. Comment un glacier semblable à une calotte polaire peut-il se trouver à proximité de l’équateur ? Un article signé Tanguy Bertrand et François Forget, du laboratoire de météorologie dynamique de l’université Pierre-etMarie-Curie, propose une modélisation de ce phénomène et de la distribution des glaces sur la planète naine (1). L’azote est l e constituant majoritaire de l’atmosphère de Pluton (99,5 %), suivi par
Ele méthane et le monoxyde de carbone. Partant d’une répartition homogène des glaces sur l’ensemble de la surface, les chercheurs ont simulé les cycles de ces gaz sur des milliers d’années terrestres. Ils ont constaté que toute la glace d’azote se retrouve concentrée dans le bassin du Sputnik Planum. « Ce bassin se situe à 4 kilomètres de profondeur par rapport au niveau moyen de la surface. Donc lorsqu’on simule Pluton comme une planète purement sphérique, des calottes peuvent se former au niveau des pôles », explique François Forget. « Comme ce bassin est en contrebas, la couche d’atmosphère qui le surplombe est plus épaisse qu’ailleurs, donc la pression d’azote y est plus élevée, poursuit Tanguy Bertrand. En conséquence, la température de condensation de l’azote est légèrement plus haute au fond du bassin. » La glace d’azote située dans Sputnik Planum est donc légèrement plus chaude que celle située à la surface. Or, plus un corps est chaud, plus il perd de l’énergie par rayonnement. La glace située au fond du bassin perd donc plus d’énergie, ce qui est compensé par une condensation d’azote plus intense, afin de maintenir l’équilibre solide-gaz. Voilà pourquoi toute la glace d’azote s’accumule dans Sputnik Planum, tout comme la glace de monoxyde de carbone. Les simulations reproduisent aussi les givres saisonniers de méthane qui sont observés dans les deux hémisphères. Elles prédisent que ces givres disparaîtront dans les dix ans qui viennent.
(1)