¿Cuál es el origen del gran glaciar de nitrógeno en forma de corazón revelado en 2015 en Plutón por el Nuevos horizontes nave espacial? Dos investigadores del Laboratoire de météorologie dynamique CNRS / École polytechnique / UPMC / ENS Paris [1] muestran que la peculiar insolación y atmósfera de Plutón favorecen la condensación de nitrógeno cerca del ecuador, en las regiones de menor altitud, lo que lleva a una acumulaciónde hielo en el fondo del Sputnik Planum, una gran cuenca topográfica. A través de sus simulaciones, también explican la distribución superficial y la abundancia atmosférica de otros tipos de volátiles observados en Plutón. Estos resultados se publican en Naturaleza el 19 de septiembre de 2016.
Plutón es un paraíso para los glaciólogos. Entre los tipos de hielo que cubren su superficie, el nitrógeno es el más volátil: cuando sublima [2] a -235 ° C, forma una atmósfera delgada en equilibrio con el depósito de hielo enla superficie. Una de las observaciones más inesperadas de Nuevos horizontes , que voló por Plutón en julio de 2015, mostró que este depósito de nitrógeno sólido es extremadamente masivo y está contenido principalmente en "Sputnik Planum", una cuenca topográfica ubicada dentro de los trópicos de Plutón. La escarcha de metano también aparece en todo el hemisferio norte[3], excepto en el ecuador, mientras que el hielo de monóxido de carbono en cantidades más pequeñas solo se detectó en Sputnik Planum.
Hasta ahora, la distribución del hielo de Plutón seguía sin explicarse. Para comprender mejor los procesos físicos en el trabajo en Plutón, los investigadores desarrollaron un modelo térmico numérico de la superficie del planeta enano capaz de simular los ciclos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono durantemiles de años, y comparó los resultados con las observaciones hechas por el Nuevos horizontes nave espacial. Su modelo muestra que el equilibrio de nitrógeno en el gas sólido es responsable de atrapar el hielo en Sputnik Planum. En el fondo de la cuenca, la presión de la atmósfera, y por lo tanto del nitrógeno gaseoso, aumenta, y ella temperatura de helada correspondiente es más alta que fuera de la cuenca, lo que permite que el nitrógeno se condense preferiblemente en hielo [4]. Las simulaciones muestran que el hielo de nitrógeno se acumula inevitablemente en la cuenca, formando así un depósito permanente de nitrógeno, como lo observa N nuevos horizontes
Las simulaciones numéricas también describen los ciclos de metano y monóxido de carbono. Debido a su volatilidad similar a la del nitrógeno, el hielo de monóxido de carbono está completamente secuestrado con nitrógeno en la cuenca, de acuerdo con las mediciones de New Horizons. Con respecto al hielo de metano, suLa baja volatilidad a las temperaturas que prevalecen en Plutón le permite existir en otro lugar que no sea el glaciar Sputnik Planum. El modelo muestra que el hielo de metano puro cubre estacionalmente ambos hemisferios, de acuerdo con Nuevos horizontes datos
Este escenario muestra que no hay necesidad de un depósito interno de hielo de nitrógeno para explicar la formación del glaciar Sputnik Planum, como lo sugieren estudios anteriores. En cambio, los principios físicos bien conocidos subyacen a este cóctel helado en Plutón y su espectacular actividad, uno de los más fascinantes del Sistema Solar. Los investigadores también predicen que la presión atmosférica está en su pico estacional [5] y disminuirá en las próximas décadas, mientras que las heladas estacionales tenderán a desaparecer [6].
[1] Este trabajo es apoyado por CNES.
[2] La sublimación es el proceso de cambiar de un sólido a un gas.
[3] No se pudo observar el hemisferio sur porque estaba en la oscuridad.
[4] Este mecanismo simple también ocurre en Marte.
[5] Un año de Plutón dura 248 años terrestres.
[6] El glaciar apenas se ve afectado por el ciclo estacional.
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Materiales proporcionado por CNRS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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