MILLE ET UNE MERVEILLES DE GLACES

• PAR ANNIE LABRECQUE, AVEC LA CONTRIBUTION DE MARC JOBIN, ASTRONOME, PRÉPOSÉ AUX RENSEIGNEMENTS ASTRONOMIQUES AU PLANÉTARIUM RIO TINTO ALCAN

La glace est présente un peu partout sur notre planète. Elle peut refroidir notre verre d’eau, se former à la surface des lacs pendant l’hiver ou encore, dominer le paysage de l’Arctique et de l’Antarctique. Sur Terre, on désigne la glace comme de l’eau à l’état solide.

Ailleurs dans le Système solaire, la pression et la température sont différentes – elles peuvent être extrêmes ! – et affectent l’état des molécules (solide, liquide, gaz). Sur certaines lunes ou planètes, des gaz tels que l’ammoniac ou le dioxyde de carbone se retrouvent sous forme de glace à cause des conditions ambiantes. La glace est ainsi un terme général englobant différentes substances, pouvant revêtir des formes étonnantes. Explorons ces paysages glacés !

SONDER LES GLACES DANS LE SYSTÈME SOLAIRE

Les planétologues étudient depuis longtemps les calottes glaciaires de Mars. Ces calottes sont composées principalement de glace d’eau, mais aussi de dioxyde de carbone sous forme solide, que l’on connaît mieux sous le nom de « glace sèche ». Elle se retrouve surtout aux pôles, là où des températures inférieures à -78 °C permettent au gaz carbonique de passer directement à l’état solide.

Un autre objet céleste qui suscite beaucoup de curiosité est Encelade, une petite lune glacée d’à peine 500 km de diamètre qui tourne autour de Saturne. Encelade possède un paysage unique avec ses quatre «rayures de tigre», des structures géologiques situées près du pôle Sud. Ces rayures, aperçues pour la première fois par la sonde spatiale Cassini en 2005, sont associées à des fissures parallèles longues de 130 km. Il s’en échappe des jets d’eau et de molécules organiques, démontrant ainsi la présence d’un océan liquide sous la croûte glacée de la lune.

Un phénomène exceptionnel se manifeste aussi sur Encelade et sur d’autres satellites glacés : des éruptions de cryovolcans, ou «volcans de glace ». Ils projettent des panaches d’eau sous pression dans l’atmosphère ténue de ces lunes où règne un froid intense, avec des températures pouvant atteindre -130 °C.

L’exploration de la planète naine Pluton par la sonde New Horizons a dévoilé un grand bassin d’impact en forme de cœur. Une partie de cette dépression, nommée Sputnik Planitia, est remplie de glace d’azote. Sur les images prises par la sonde, on remarque que la surface de cette région présente de multiples formes polygonales adjacentes les unes aux autres. La formation de cette courtepointe glacée intriguait les scientifiques. Grâce à des simulations numériques, ils croient que ce paysage apparaît sous l’action de la sublimation de l’azote, qui se transforme directement de solide en gaz, sans passer par l’état liquide.

En comparaison avec la Terre, Pluton se trouve très loin du Soleil ; il y fait donc extrêmement froid. La température moyenne y est de -223 °C. Pourtant, à certains endroits, l’environnement de la planète naine rappelle étrangement celui de la Terre avec de hauts sommets enneigés. Mais ces montagnes seraient faites de glace d’eau, dure comme de la pierre. Et la « neige » qui les recouvre serait plutôt un givre de méthane.

Les comètes ne passent pas inaperçues et offrent l’un des plus beaux spectacles célestes. Lorsqu’elles approchent du Soleil, leur noyau de glaces d’eau, d’ammoniac et de gaz carbonique, entremêlées de petites particules rocheuses, se réchauffe et libère les gaz et la poussière. C’est ce qui donne leurs queues qui s’étirent parfois sur des millions de kilomètres. ↑ Un océan liquide se cache probablement sous la croûte glacée d'Encelade, une lune de Saturne.

Photo : NASA/JPL-Caltech

AILLEURS DANS LA VOIE LACTÉE

Située à 33 années-lumière de notre Système solaire, l’exoplanète Gliese 436 b est aussi digne de mention. D’une taille comparable à Neptune, la température sur Gliese 436 b est estimée à 439 °C ! Compte tenu de sa taille et de sa densité, les scientifiques émettent l’hypothèse qu’elle est constituée en grande partie d’une forme rare de glace d’eau, la « glace X ». Malgré la température élevée, celle-ci reste sous forme solide à cause de la pression inouïe engendrée par l’énorme gravité de la planète.

En fouillant le cosmos, on y découvre sans cesse des mondes aux conditions extrêmes et variées, où la glace prend des formes inusitées. Au plus grand émerveillement des scientifiques !