Gli scienziati planetari risolvono il mistero delle misteriose strutture poligonali su Plutone


Bacino dello Sputnik Planum: questa scena, che si estende per circa 400 km, utilizza i dati dello strumento Ralph/MVIC di New Horizons.

Adrien Morison dell’Università di Exeter e colleghi hanno mostrato come vaste forme di ghiaccio sono state modellate in Sputnik Planitia, un bacino pieno di ghiaccio di azoto sul pianeta nano Plutone.


La sublimazione del ghiaccio è un processo geomorfico comune alla superficie dei pianeti solidi: per esempio, la sublimazione del ghiaccio carbonico disegna una varietà di depressioni spettacolari sulla calotta polare sud marziana“, hanno detto i ricercatori.

Sulla Terra, la morfologia osservata nei deserti d’alta quota è attribuita alla sublimazione della neve“.

Nel sistema solare esterno, alcuni dei terreni di Plutone si classificano tra le forme di terreno più emblematiche create dalla sublimazione“.

Nell’estate 2015, il flyby della sonda New Horizons della NASA ha rivelato che Tombaugh Regio, situato leggermente a nord dell’equatore di Plutone, è la provincia più ricca in questo senso.”

A causa della natura specifica della tenue atmosfera di Plutone, l’azoto (N2) è considerato l’ingrediente chiave“.

La Sputnik Planitia, larga 1.000 km, la parte occidentale della Tombaugh Regio, è mostrata dai modelli climatici per fornire la fonte dominante di ghiaccio di azoto coinvolto nei cicli climatici.”

La superficie del ghiaccio mostra notevoli caratteristiche poligonali – formate dalla convezione termica nel ghiaccio di azoto, che organizza e rinnova costantemente la superficie del ghiaccio. Tuttavia, sono rimaste delle domande dietro a come questo processo possa avvenire“.

Anomalie di temperatura sotto la superficie ghiacciata di Sputnik Planitia su Plutone come previsto dal modello informatico presentato da Morison

Nel loro nuovo studio, il Dr. Morison e i co-autori hanno utilizzato sofisticate tecniche di modellazione per dimostrare che le forme di ghiaccio di Sputnik Planitia si formano per sublimazione del ghiaccio, un fenomeno in cui il ghiaccio solido è in grado di trasformarsi in gas senza passare attraverso uno stato liquido.

Secondo il team, la sublimazione del ghiaccio di azoto alimenta la convezione nello strato di ghiaccio di Sputnik Planitia raffreddando la sua superficie.

Abbiamo condotto una serie di simulazioni numeriche che hanno dimostrato che il raffreddamento da sublimazione è in grado di alimentare la convezione in un modo che è coerente con numerosi dati provenienti da New Horizons – comprese le dimensioni dei poligoni, l’ampiezza della topografia e le velocità di superficie“, hanno detto gli scienziati.

È anche coerente con la scala temporale in cui i modelli climatici prevedono la sublimazione di Sputnik Planitia, a partire da circa 1-2 milioni di anni fa“.

Ha mostrato che le dinamiche di questo strato di ghiaccio di azoto riecheggiano quelle trovate sugli oceani della Terra, essendo guidate dal clima“.

Tale dinamica di uno strato solido alimentato dal clima potrebbe verificarsi anche sulla superficie di altri corpi planetari, come Tritone (una delle lune di Nettuno), o Eris e Makemake (dalla Cintura di Kuiper).”

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.

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