PLUTON (planète naine)

Géographie de Pluton : montagnes et plaines glacées

Les caméras de la sonde New Horizons ont révélé des paysages givrés et glacés, contrastés à la fois en composition et morphologie, soumis à des températures s’échelonnant entre –243 °C et –213 °C selon la saison. L’hémisphère nord est incisé par des réseaux de vallées plus ou moins ramifiées pouvant atteindre plusieurs centaines de kilomètres de longueur et centaines de mètres de profondeur. Il présente peu de cratères d’impact météoritique, suggérant une surface glacée relativement jeune, estimée à moins de 100 millions d’années.

Quant à la région sombre équatoriale, elle est caractérisée par des reliefs montagneux de plus de 3 000 mètres de dénivelée, comme la région de Cthulhu Macula, comparable à une chaîne de montagnes longue de plus de 420 kilomètres. Même si la composition chimique de ces reliefs n’a pu être déterminée que ponctuellement – car cachée par des dépôts de tholins –, seule la glace d’eau serait assez solide pour soutenir les reliefs observés dans les conditions de température enregistrée à la surface de Pluton.

Ces reliefs sont entaillés par de longues fractures, comme celles qui sont localisées entre Piri Planitia et Al-Idrisi Montes. Plus de 5 000  cratères d’impact y ont été inventoriés, attestant un âge relativement vieux, peut-être supérieur à 3,5 milliards d’années. L’originalité de ces reliefs est la présence de fosses coniques d’une dizaine de kilomètres de diamètre et d’environ 3 000 mètres de profondeur – comparables à des puits ou moulins glaciaires –, pouvant se connecter entre elles. Certaines forment d'immenses vallées atteignant 40 kilomètres de longueur sur 20 de largeur. Les mécanismes de leur formation ne sont pas encore bien compris. Ces reliefs sont non seulement recouverts de tholins mais aussi de givre et de neiges exotiques, c’est-à-dire non constitués de molécules d’eau (à savoir ici des neiges de méthane ou d’azote) selon l’altitude des sommets. Comme sur Terre, les couches basales des accumulations de neiges sur les sommets peuvent se transformer en glaciers qui s’écoulent ensuite dans les vallées et s’étalent en lobes à leur extrémité.

Au niveau de l’équateur, on distingue aussi une région très claire en forme de cœur dont le lobe droit a été nommé Tombaugh Regio (du nom du découvreur de Pluton) et le lobe gauche Sputnik Planitia. Le matériau de ce cœur n'est pas uniforme : glace d’azote mélangée à celle de monoxyde de carbone en proportion variée selon la localisation dans le cœur. Sputnik Planitia constitue un vaste glacier couvrant une surface de 2,4 millions de km², remplissant le fond d’un ancien cratère d’impact de 3 000 mètres de profondeur ayant été formé par la collision d’un météore de 200 kilomètres de diamètre avec Pluton.

La surface de Sputnik Planitia est découpée en polygones de 20 à 100 kilomètres de côté, de 100 mètres de relief, délimités par des crevasses. Ces structures sont interprétées comme des cellules de convection dans la glace d’azote ramollie par la chaleur interne de Pluton, remontant lentement la glace visqueuse vers la surface du centre des polygones avant de la replonger en profondeur à leur périphérie. De plus, ces polygones se déforment en s’étirant, attestant de l’écoulement du glacier de son centre vers sa périphérie, notamment au sud de Sputnik Planitia. Par ailleurs, la surface de ce glacier est piquetée par de petites dépressions d’une dizaine de mètres de diamètre, formées par sublimation, c’est-à-dire par la transformation directe de la glace d’azote (état solide) en gaz.

Au sud-ouest de Sputnik Planitia, des petites ondulations d’une dizaine de mètres de largeur et d’une centaine de mètres de longueur ont été interprétées comme des dunes constituées des grains[...]