W końcu wiadomo, dlaczego góry Plutona są pokryte śniegiem

{reklama-artykul}Sonda New Horizons to zasłużony pojazd. Gdyby nie ona, dziś nie wiedzielibyśmy, jak zróżnicowana jest powierzchnia Plutona – jednej z planet karłowatych w Układzie Słonecznym. Co jednak ciekawe, maszyna ta dała naukowcom co nieco zagadek do rozwiązania. Wygląda na to, że jedna z nich, dotycząca gór Plutona, właśnie się tego rozwiązania doczekała.

Tajemnica ośnieżonych gór

Tak jak góry na Ziemi, góry Plutona pokryte są śniegiem. Problem w tym, że na naszej planecie wraz ze wzrostem wysokości w atmosferze temperatura spada, podczas gdy na Plutonie jest wręcz przeciwnie – im wyżej w atmosferze, tym cieplej. Zatem, skąd śnieg na szczytach gór planety karłowatej? Badacze ze Stanów Zjednoczonych i Francji postanowili znaleźć na to pytanie odpowiedź.

Po pierwsze należy wspomnieć, że śnieg na Ziemi i śnieg na Plutonie to dwie różne substancje. Ten, z którym mamy do czynienia my, to zamarznięta woda, podczas gdy drugi stanowi zamarznięty… metan. Ale jak metanowy śnieg mógł powstać na Plutonie, skoro w jego cienkiej atmosferze metan występuje w niewielkich ilościach?

Na Ziemi temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości w atmosferze za sprawą tak zwanego chłodzenia adiabatycznego. Gdy powietrze przemieszcza się w górę wzdłuż zbocza góry, rozszerza się, co prowadzi do jego ochłodzenia. Wówczas dochodzi do kondensacji wilgoci w tym powietrzu, która następnie opada na szczyty gór jako śnieg. To bardzo dobrze poznane zjawisko, które niestety nie wyjaśnia obecności śniegu na górach Plutona.

Dwa różne światy, ten sam krajobraz

Wspomniany zespół badaczy wykorzystał model klimatyczny, aby dowiedzieć się, w jaki sposób na szczytach gór na Plutonie pojawił się metanowy śnieg. Jako że cienka atmosfera planety karłowatej składa się głównie z azotu, a metan i tlenek węgla zawiera w śladowych ilościach, trudno ten stan rzeczy wytłumaczyć.

Zdjęcia przedstawiające ośnieżone góry na Plutonie (po lewej) i na Ziemi (po prawej). | Źródło: Tanguy Bertand et al. Nature Communications 2020

Za sprawą modelu klimatycznego naukowcy zdołali ustalić, że dynamika atmosfery Plutona powoduje, iż na dużych wysokościach w jej obrębie dochodzi do koncentracji metanu. Tylko w okolicach szczytów gór jest go wystarczająco dużo, aby śnieg mógł powstać. Co jednak ciekawe, metanowy śnieg gromadzący się na szczytach zwiększa ich albedo, prowadząc do jeszcze większego ochłodzenia, a w rezultacie do osadzania się jeszcze większych ilości śniegu.

„Ogólnie rzecz biorąc, zgodnie naszym modelem powstawanie metanowego śniegu na szczytach gór Plutona zdaje się być napędzane przez zupełnie inny proces niż ten, który prowadzi do ośnieżania się szczytów na Ziemi.”, badacze informują w swojej pracy. „To niezwykłe, że dwa różne zjawiska i dwie różne substancje, które różnią się od siebie tak bardzo, mogą stworzyć taki sam krajobraz.”

Omówione zjawiska to tylko kolejne przykłady świadczące o tym, jak kompleksowym obiektem jest Pluton. Przed przelotem w jego pobliżu sondy New Horizons nie mieliśmy pojęcia, że jego powierzchnia, atmosfera i klimat są tak złożone. Naukowcy wciąż analizują wszystkie dane zebrane podczas misji, więc kto wie, czego jeszcze się o nim dowiemy. Poza tym, może kiedyś wyślemy nawet na Plutona orbiter czy lądownik, badając go jeszcze dogłębniej.

Źródło: Nature, fot. tyt. NASA/JHUAPL/SwRI