Pluto zoals te zien is op basis van gegevens die zijn gemaakt door New Horizon in 2015 van de dwergplaneet, met een close-up van het Pigafetta Montes-gebergte. De inkleuring aan de rechterkant geeft de concentraties methaanijs aan, met de hoogste concentraties op grotere hoogte in rood, afnemend naar de laagste concentraties in blauw.
Credits: NASA / JHUAPL / SwRI en Ames Research Center / Daniel Rutter
De bergen die op Pluto zijn ontdekt tijdens het scheren van de dwergplaneet van het New Horizons- ruimtevaartuig in 2015 zijn bedekt met een deken van methaanijs, waardoor heldere afzettingen ontstaan die opvallend lijken op de met sneeuw bedekte bergketens die op aarde worden gevonden.
Nieuw onderzoek uitgevoerd door een internationaal team van wetenschappers, waaronder onderzoekers van NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië, analyseerde New Horizons-gegevens uit de atmosfeer en het oppervlak van Pluto, met behulp van numerieke simulaties van Pluto's klimaat om te onthullen dat deze ijskappen zijn gemaakt door een geheel andere proces dan ze op aarde zijn.
"Het is bijzonder opmerkelijk om te zien dat twee zeer vergelijkbare landschappen op aarde en Pluto kunnen worden gecreëerd door twee zeer verschillende processen", zegt Tanguy Bertrand, een postdoctoraal onderzoeker bij Ames en hoofdauteur van het artikel over deze resultaten, dat werd gepubliceerd in Nature. Communicatie . 'Hoewel objecten zoals de maan van Neptunus Triton in theorie een soortgelijk proces zouden kunnen hebben, heeft nergens anders in ons zonnestelsel met ijs bedekte bergen zoals deze behalve de aarde.'
Op onze planeet nemen de atmosferische temperaturen af met de hoogte, voornamelijk vanwege de afkoeling die wordt veroorzaakt door de uitzetting van de lucht in opwaartse bewegingen. De koele atmosfeer koelt op zijn beurt de temperaturen aan de oppervlakte. Wanneer een vochtige wind een berg op aarde nadert, koelt de waterdamp af en condenseert, vormt wolken en vervolgens de sneeuw die op bergtoppen te zien is. Maar op Pluto gebeurt het tegenovergestelde. De atmosfeer van de dwergplaneet wordt in feite warmer naarmate de hoogte toeneemt, omdat het methaangas dat hoger geconcentreerd is, zonnestraling absorbeert. De atmosfeer is echter te dun om invloed te hebben op de oppervlaktetemperaturen, die constant blijven. En in tegenstelling tot de opwaartse winden van de aarde, domineren op Pluto winden die bergafwaarts gaan.
Om te begrijpen hoe hetzelfde landschap kan worden geproduceerd met verschillende materialen en onder verschillende omstandigheden, ontwikkelden de onderzoekers een 3D-model van Pluto's klimaat in het Laboratoire de Météorologie in Parijs, Frankrijk, dat de atmosfeer en het oppervlak in de loop van de tijd simuleert. Ze ontdekten dat de atmosfeer van Pluto meer gasvormig methaan bevat op warmere, grotere hoogten, waardoor dat gas kan verzadigen, condenseren en vervolgens direct op de bergtoppen kan bevriezen zonder dat er zich wolken vormen. Op lagere hoogten is er geen methaanvorst omdat er minder van dit gasvormige methaan is, waardoor condensatie onmogelijk wordt.
Dit proces creëert niet alleen de methaanijskappen op de bergen van Pluto, maar ook soortgelijke kenmerken op de kraterranden. Het mysterieuze terrein met bladen dat te vinden is in het Tartarus Dorsa-gebied rond de evenaar van Pluto wordt ook verklaard door deze cyclus.
"Pluto is echt een van de beste natuurlijke laboratoria die we hebben om de fysieke en dynamische processen te onderzoeken die betrokken zijn wanneer verbindingen die regelmatig overgaan tussen vaste en gastoestanden, interageren met een planetair oppervlak", zei Bertrand. "De New Horizons-flyby onthulde verbazingwekkende glaciale landschappen waarvan we blijven leren."
https://www.nasa.gov/feature/ames/pluto-ice-caps
