Le mystère des cryovolcans sur Cérès // The mystery of cryovolcanoes on Ceres

Dans une note publiée le 10 septembre 2016, j’expliquais qu’une étude publiée dans la revue Nature Communications révéle que les volcans de glace – ou cryovolcans – sur Cérès pourraient aider à résoudre le mystère de l’absence de grands cratères à la surface de cette planète naine.
Une nouvelle étude publiée en février 2017 dans la revue Geophysical Research Letters montre que la couche de glace qui recouvre Cérès a pu subir des changements au fil du temps, ce qui aurait permis à la seule montagne de la planète naine, le cryovolcan Ahuna Mons, de s’étirer progressivement et de s’enfoncer dans la croûte de glace qui recouvre la planète. Il n’est pas impossible que des montagnes semblables se dressaient autrefois à la surface de la planète et qu’elle se soient aplaties avec le temps.
Lorsque la mission Dawn de la NASA a atteint Cérès en 2015, elle a découvert un monde presque plat d’où émergeait une seule montagne, Ahuna Mons dont le sommet se dresse à 4 000 mètres au-dessus de la surface, avec un âge maximum estimé à 200 millions d’années. Des recherches antérieures ont laissé entendre que la montagne pourrait être un volcan glaciaire qui se serait formé selon le processus du cryovolcanisme, mais sa source fait l’objet de discussions.
L’isolement de Ahuna Mons a toujours été un casse-tête pour les scientifiques. D’autres planètes soupçonnées d’héberger des cryovolcans, comme Pluton et les lunes Europa, Triton et Titan, montrent plusieurs signes de tels édifices alors que Cérès n’en possède qu’un seul. Les chercheurs pensent que le cryovolcanisme a pu rester en sommeil sur Cérès jusqu’à assez récemment, mais une telle hypothèse leur semble peu probable.
Une autre option, plus probable celle-là, est que les cryovolcans se sont formés tout au long de la vie de la planète, puis ont disparu. Comme Cérès ne possède pas d’atmosphère ou d’éléments liquides à sa surface, les processus d’érosion par le vent et la pluie qui usent les montagnes sur Terre n’existent pas sur la planète naine.
Les chercheurs n’ont pas concentré leur travail sur la formation de la montagne proprement dite, mais sur ce qui s’est passé après. Ils ont procédé à des modélisations d’Ahuna Mons et ont constaté que, si au moins 40 pour cent de la montagne était constitués de glace, elle avait tendance à « couler » lentement sur ses flancs, un peu comme du miel sur une assiette, ce qui la faisait s’aplatir avec le temps. En ajoutant de la glace, la montagne devenait plus visqueuse, oscillant entre un ensemble solide et liquide.
L’observation des cratères permet de calculer l’âge d’un terrain. Alors que Ahuna Mons manque de signes d’impacts, la région dans laquelle il se trouve possède des cratères datant d’environ un milliard d’années, voire moins, pour Ahuna Mons. La montagne est probablement jeune, pas plus de 200 millions d’années, ce qui laisse supposer que la planète est probablement géologiquement active aujourd’hui, bien qu’aucun signe définitif n’ait été repéré.
Cérès ne montre qu’un seul sommet aujourd’hui, mais il y a des indications qu’une autre montagne se trouvait autrefois à la surface de la planète. Près d’Ahuna Mons se trouve une colline repérée par une équipe scientifique précédente. C’est peut-être le reste d’un ancien cryovolcan qui, comme Ahuna Mons, s’est aplati avec le temps. Cela pourrait signifier que la région d’Ahuna Mons est une source continue de cryovolcanisme. Sur terre, le mouvement des plaques tectoniques permet à la lave de percer la croûte en de nombreux endroits, souvent en donnant naissance à des chaînes de montagnes, mais Cérès n’a pas de tectonique des plaques. La région ressemblerait davantage à Mars, où la lave s’est accumulée pour façonner Olympus Mons, le plus grand volcan connu du système solaire. Mais tandis que Ahuna Mons a tendance à s’aplatir du fait de sa structure de glace, la structure rocheuse d’Olympus Mons reste ferme et bien en place
Les chercheurs envisagent maintenant de rechercher d’autres images de Cérès pour y trouver des signes de cryovolcans en train de s’aplatir.
Source: Space.com.

En cliquant sur ce lien, vous accéderez à un très intéressant document mis en ligne par la NASA sur la formation des cryovolcans sur Cérès:

https://youtu.be/-6nxKqPIUkE

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In a post released on September 10th 2016, I explained that a study published in the journal Nature Communications revealed that ice volcanoes on Ceres might help solve the mystery of why large craters seem to be missing on the dwarf planet’s surface

New research detailed in February 2017 in the journal Geophysical Research Letters suggests that the outer layer of the icy world on the dwarf planet Ceres may be slowly shifting over time, allowing the only mountain peak on Ceres, the ice volcano Ahuna Mons, to gradually stretch out and sink into the crust. Similar mountains may have peppered the planet in the past and flattened out over time.

When NASA’s Dawn mission arrived at Ceres in 2015, it found a nearly flat world with only a single mountain, Ahuna Mons. The massive summit towers 4,000 metres above the surface and is at most 200 million years old. Previous research has suggested the peak could be an ice volcano forming through the process of cryovolcanism but its source is still under debate.

The mountain’s isolation has always been a major puzzle. Other planets suspected of hosting cryovolcanoes, such as Pluto and the moons Europa, Triton and Titan, have multiple suspects whereas Ceres has only one. According to researchers, one possibility might be that cryovolcanism was dormant on Ceres until fairly recently, but they think such a hypothesis is unlikely.

The other, more likely, option is that cryovolcanoes formed throughout the planet’s lifetime, then disappeared. Because Ceres lacks an atmosphere or running liquids on its surface, the erosion processes of wind and rain that wear down Earth’s mountains don’t happen on the tiny world.

The researchers focused not on the formation of the mountain but on what happened afterward. They modeled possible compositions for Ahuna Mons and found that, if at least 40 percent of the mountain was made up of ice, it would slowly spread outward like honey on a plate, gradually relaxing or flattening down over time. With more ice, the mountain became more viscous, wavering between solid and liquid.

Cratering records provide one method for calculating the age of a terrain. While Ahuna Mons itself lacks signs of impacts, the region it sits in has craters that provide a limit of about a billion years, or even less, for the mountain. Ahuna Mons may be young, no more than 200 million years old, which suggests that the planet may still be geologically active today, though no definitive signs have been spotted.

Ceres may be the lone peak today, but there’s evidence that another spire may have risen in the past. Near Ahuna Mons lies the shape of another hill, spotted by a previous team. This may be the remnants of a previous cryovolcano like Ahuna Mons that gradually relaxed away. That could suggest that the region around Ahuna Mons may be an ongoing source of cryovolcanism. On Earth, shifting plates cause lava to erupt through the crust in multiple locations, often spawning chains of volcanoes, but Ceres has no plate tectonics. The region could be more like Mars, where rocky lava continued to pile up on itself to create the massive Olympus Mons, the largest known volcano in the solar system. But while Ahuna Mons may be relaxing due to ice, the rocky Olympus Mons stands firm.

Researchers now plan to search other images of Ceres for signs of potentially relaxed cryovolcanoes.

Source: Space.com.

By clicking on this link, you will have access to a very interesting document released by NASA about the formation of cryovolcanoes on Ceres :

https://youtu.be/-6nxKqPIUkE

Modélisation d’Ahuna Mons à la surface de Cérès (Source: NASA)

 

Le mystère des cratères de Cérès // The mystery of Ceres’craters

drapeau-francaisUne nouvelle étude publiée dans la revue Nature Communications explique que les volcans de glace sur Cérès pourraient aider à résoudre le mystère de l’absence de grands cratères à la surface de cette planète naine
Avec un diamètre d’environ 940 km, Cérès est le plus grand élément de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Une grande partie de la surface de Cérès est parsemée de cratères qui ont environ 60 kilomètres de large ou moins. Ils ont probablement été créés par des météorites qui se sont écrasées dans la surface de la planète. Le plus grand cratère d’impact connu sur Cérès a seulement 280 km de large.
Des travaux sur la surface recouverte de cratères de Vesta, le deuxième plus gros astéroïde de la ceinture, ont conclu que Cérès devrait avoir au moins six à sept cratères d’au moins 400 km de diamètre. Une autre recherche a affirmé que 10 à 15 cratères de plus de 400 km de large auraient dû se former à la surface de Cérès pendant sa durée de vie d’environ 4,55 milliards années. L’absence de grands cratères sur Cérès est donc un mystère.
Pour essayer de résoudre le mystère des cratères manquants, les chercheurs ont utilisé les données fournies par la sonde Dawn de la NASA, dont la mise en orbite autour de Cérès a eu lieu en avril 2015. Ils ont utilisé ces données pour modéliser l’évolution de l’astéroïde (qui est en fait assez volumineux pour être considéré comme une planète naine) au fil du temps et ils ont estimé que Cérès s’était formée entre 1 et 10 millions d’années après la naissance du système solaire.
Les scientifiques ont été surpris de constater que Cérès ne possédait pas de cratères géants, mais ne présentait pas non plus de cratères légèrement plus petits. Il ressort de leurs simulations que Cérès devrait avoir 90 à 180 cratères d’environ 100 km de diamètre chacun, alors que la planète semble posséder seulement 40 de ces cratères. Par ailleurs, les simulations indiquent que Cérès aurait dû avoir 40 à 70 cratères d’environ 150 km de diamètre, alors qu’elle ne présente que 20 ces cratères. Ce manque de grands cratères contraste fortement avec d’autres astéroïdes tels que Vesta.
Les chercheurs ont proposé plusieurs explications possibles. Par exemple, la surface de Cérès peut s’être tout simplement relâchée au fil du temps et est devenue plus lisse. Une autre explication concerne les volcans de glace. Des travaux récents suggèrent que l’intérieur de Cérès contient probablement jusqu’à 25% de glace d’eau, ce qui expliquerait l’existence d’une activité cryovolcanique. Certains scientifiques pensent que les éruptions cryovolcaniques ont pu radicalement transformer la surface de Cérès en effaçant de nombreux cratères. Ainsi, les chercheurs ont trouvé des traces d’un, ou peut-être deux, cratères d’environ 800 km de diamètre. Le cryovolcanisme a pu se produire sur Cérès au cours de ses premières années d’existence, quand son intérieur était plus chaud, et les volcans ont pu faire disparaître plusieurs grands cratères. Lorsque le cryovolcanisme a cessé sur Cérès, de plus en plus de cratères ont survécu, de petite taille pour la plupart.
Source: Space.com.

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drapeau-anglaisA new study published in the journal Nature Communications explains that ice volcanoes on Ceres might help solve the mystery of why large craters seem to be missing on the dwarf planet’s surface

With a diameter of about 940 kilometres, Ceres is largest member of the asteroid belt located between Mars and Jupiter. Large portions of Ceres’ surface are saturated in craters that are about 60 kilometres wide or smaller, likely created by meteorites crashing into the dwarf planet’s surface. However, the largest confirmed impact crater on Ceres is only about 280 km wide.

Prior work that analyzed pockmarked Vesta, the second largest asteroid in the asteroid belt, suggested that Ceres should have at least six to seven craters that are 400 km in diameter or larger. Another research suggested that 10 to 15 craters greater than 400 km wide should have formed on Ceres during its lifetime of about 4.55 billion years. The absence of large craters on Ceres was a mystery.

To help solve the puzzle of Ceres’ missing craters, the researchers used data from the NASA Dawn mission, which began orbiting Ceres in April 2015. They used the data to model how the asteroid (which is actually large enough to be considered a dwarf planet) might have evolved over time and they estimated that Ceres formed within 1 million to 10 million years after the solar system was born.

Unexpectedly, the scientists found that Ceres not only lacks giant craters, but is also missing craters that are only slightly smaller. Their simulations predicted that Ceres should have 90 to 180 craters that are each more than about 100 km wide, but Ceres appears to only have about 40 such craters. In addition, the simulations predicted that Ceres should have 40 to 70 craters that are each more than about 150 km across, but Ceres has only about 20 such craters. This lack of large craters was in stark contrast with other asteroids like Vesta.

The researchers had several potential explanations for how this could have happened; for instance, the surface of Ceres may have simply relaxed over time and become less crinkly. Another explanation may be ice volcanoes. Recent work suggests that Ceres may consist of up to 25 percent water- ice in its interior, and so may experience cryovolcanic activity. The scientists proposed that cryovolcanic eruptions might have dramatically transformed the surface of Ceres, erasing many craters. For instance, the researchers found faded evidence of one or possibly two craters about 800 km in diameter. Cryovolcanism may have been more common on Ceres during its earlier years, when its interior was warmer, and the volcanoes may have eliminated many of the larger craters. As cryovolcanism on Ceres died down, more and more craters would have survived, leaving behind mostly smaller ones.

Source : Space.com.

Ceres

Vue d’un cratère sur Cérès, extraite d’une vidéo réalisée à partir de la sonde Dawn en orbite autour de cette planète naine (Source: NASA).