La planète naine Cérès contient de l’eau salée et elle est géologiquement active

La planète naine Cérès, qui est aussi le plus grand astéroïde de notre système solaire, a maintenant une autre raison de se vanter. Selon de nouvelles recherches, il y a de l’eau qui s’infiltre à sa surface, ce qui suggère de la présence d’un ancien océan souterrain.

Image d’entête : la planète naine Cérès, photographiée par la sonde Dawn de la NASA. Le rendu en fausses couleurs met en évidence les différences entre les matériaux de sa surface. (NASA/ JPL-Caltech/ UCLA/ MPS/ DLR/ IDA)

Les nouvelles découvertes, documentées dans sept études publiées cette semaine, suggèrent que, malgré son caractère froid et salé (et son absence d’atmosphère), Cérès est géologiquement active.

Qu’y a-t-il à l’intérieur de Cérès ? La gravité peut le révéler. la carte à code couleur (à droite) montre les mesures de gravité de la planète naine Cérès, qui révèle des données sur sa structure interne (NASA/ JPL-Caltech/ UCLA/ MPS/ DLR/ IDA)

Elle réside dans la ceinture d’astéroïdes prise en sandwich entre Mars et Jupiter. D’un diamètre d’environ 950 km, elle fait à peu près le tiers de la largeur de notre lune. La sonde spatiale Dawn de la NASA a étudié Cérès en détail de mars 2015 à novembre 2018, s’approchant à moins de 35 km de l’astéroïde dans ses dernières semaines avant de manquer de carburant.

Représentation artistique de la sonde Dawn de la NASA manœuvrant au-dessus de Cérès avec son système de propulsion ionique. (NASA/ JPL)

Au cours de sa dernière année d’orbite, Dawn a recueilli des images haute résolution de Cérès, qu’une équipe de chercheurs italiens vient d’analyser.

Les images illustrent le liquide saumâtre qui s’écoule à la surface de Cérès, ainsi que les monticules et les collines qui se sont formées lorsque la glace a fondu et regelé après l’impact d’un astéroïde il y a environ 20 millions d’années. Les chercheurs ont découvert que le liquide provient d’un réservoir souterrain d’eau salée (saumure) situé à 40 km sous le cratère Occator de Cérès. Celui-ci pourrait faire des centaines de kilomètres de large.

Cérès et la tache lumineuse au centre du cratère Occator. (NASA/ JPL-Caltech/ UCLA/ MPS/ DLR/IDA)

Zoom sur la saumure au centre du cratère : la Cerealia Facula à partir d’images obtenues par la sonde Dawn à une altitude de 34 kilomètres. (NASA/ JPL-Caltech/ UCLA/ MPS/ DLR/ IDA/ PSI)

C’est un cratère d’impact de 90 km de large, vieux d’environ 20 millions d’années et parsemé de points de sel brillants. Les découvertes de cette semaine suggèrent que ces dépôts de sel se sont formés lorsque de la saumure souterraine froide a suinté à la surface du cratère il y a à peine 1,2 million d’années.

Cette mosaïque d’images en fausses couleurs met en évidence la saumure récemment exposée, ou les liquides salés (en rouge), qui ont été poussés vers le haut à partir d’un réservoir profond sous la croûte de Cérès. (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Les montagnes et les collines saillantes confirment également l’idée que Cérès connaît une sorte de cryovolcanisme, avec de la boue ou de la gadoue saumâtre qui agit comme la lave en fusion sur Terre. Dans une région du fond du cratère d’Occator, Dawn a repéré des indices selon lesquels des saumures s’étaient écoulées des volcans de glace au cours des dernières décennies, si ce n’est plus récemment.

Et les données de Dawn montrent que les sels déshydratés contiennent en fait encore un peu d’eau. Cela suggère que, quelle que soit l’activité géologique qui encourage ces dépôts, ils pourraient encore se produire, ce qui signifierait que Cérès est toujours un monde actif.

Cependant, tous les scientifiques ne sont pas convaincus que Cérès abrite un océan souterrain. Jim Zimbelman, un géologue de la Smithsonian Institution qui n’a pas participé aux dernières études, a déclaré qu’il restait « assez sceptique ». L’eau à la surface de la planète naine n’implique pas la présence d’un océan souterrain mais peut-être d’un réservoir plus petit, estiment certains sceptiques. Mikhail Zolotov, de l’Université d’État de l’Arizona, qui a été consulté pour l’une des sept études, mais n’a pas été directement impliqué dans les travaux, « rejette la conclusion selon laquelle Cérès abrite un réservoir de saumure comme un « vœu pieux”. Dans un article publié en janvier, Zolotov a fait valoir que la présence d’eau sous forme de glace n’est pas nécessaire pour expliquer la densité de Cérès et que la forme et la composition du corps pourraient être expliquées par de la matière organique, des chondrites (météorites pierreuses et non métalliques), et une porosité de surface élevée.

Mais de nombreux scientifiques s’accordent à dire que la possibilité d’une couche de saumure sur Cérès est convaincante et que la mission Dawn, qui a permis cette découverte, fut révolutionnaire. Dawn fut la première sonde à orbiter autour de deux objets au-delà du voisinage immédiat de la Terre, après avoir visité l’astéroïde Vesta avant Cérès. Avec la sonde spatiale New Horizons de la NASA, qui a survolé Pluton en 2015 et la roche spatiale Arrokoth le jour de l’an 2019, Dawn a montré que les petits corps glacés sont beaucoup plus actifs qu’on ne le pensait, ce qui élargit la façon dont les scientifiques imaginent la géologie de dizaines de mondes extraterrestres.

Les études publiées dans Nature Astronomy :

• C. A. Raymond et col. : Impact-driven mobilization of deep crustal brines on dwarf planet Ceres
• A. Nathues et col. : Recent cryovolcanic activity at Occator crater on Ceres
• R. S. Park et col. : Evidence of non-uniform crust of Ceres from Dawn’s high-resolution gravity data
• M. C. De Sanctis et col. : Fresh emplacement of hydrated sodium chloride on Ceres from ascending salty fluids

…dans Nature Geoscience : B. E. Schmidt (Georgia Institute of Technology) et Coll. : Post-impact cryo-hydrologic formation of small mounds and hills in Ceres’s Occator crater et présentées sur le site de l’université Berkeley : Dwarf planet Ceres has reservoirs of salty water.