Nieuw onderzoek onthult hoe Pluto aan zijn tot wel 500 meter hoge ijspieken komt.

In eerste instantie stonden onderzoekers voor een raadsel toen ze op beelden van Pluto – gemaakt door ruimtesonde New Horizons – een soort slangenhuid ontwaarden. Maar eerder dit jaar moesten onderzoekers concluderen dat die slangenhuid bestaat uit vele penitenten die tot wel 500 meter hoog zijn en enkele kilometers van elkaar verwijderd zijn. Een unieke ontdekking. Voor het eerst waren penitenten op een ander hemellichaam dan de aarde ontdekt (zie kader).

Op aarde vinden we penitenten – uit sneeuw of ijs opgebouwde pieken – op grote hoogte (bijvoorbeeld in de Andes). Hoewel de pieken qua uiterlijk sterk doen denken aan de penitenten op Pluto zijn er toch de nodige verschillen. Zo zijn de penitenten op aarde hooguit enkele meters hoog en staan ze vrij dicht op elkaar. Op Pluto kunnen ze tot wel 500 meter hoog worden en zijn ze enkele kilometers van elkaar verwijderd. Een ander belangrijk verschil is dat de ijspieken op Pluto niet bestaan uit waterijs, maar uit methaanijs.

Dynamisch
Wetenschappers hebben zich nu nog eens over deze ijspieken gebogen en denken te weten hoe ze precies zijn ontstaan. Hun bevindingen suggereren dat zowel het oppervlak als de lucht op Pluto een stuk dynamischer is dan werd aangenomen.

Klimaatvariaties
De penitenten op Pluto ontstaan wanneer methaan – afkomstig uit de atmosfeer van Pluto – in bevroren vorm op het oppervlak neerslaat (net zoals ijs aan de binnenzijde van je diepvries neer kan slaan). “Toen we ons realiseerden dat het geschubde terrein bestaat uit hoge afzettingen van methaanijs, vroegen we ons af waarom het deze pieken – in plaats van grote klodders – op de grond vormt,” vertelt onderzoeker Jeffrey Moore. “En wat blijkt: Pluto heeft te maken met variaties in het klimaat en soms – als Pluto iets warmer is – begint het methaanijs te verdampen.” Het ijs transformeert dan direct in gas (ook wel sublimatie genoemd, zie kader hieronder). De aanwezigheid van deze penitenten op Pluto wijst er dan ook op dat het klimaat van de dwergplaneet over lange perioden – denk aan miljoenen jaren – veranderingen heeft ondergaan. Eerst zorgde een vrij koud klimaat ervoor dat methaan op grote hoogte in bevroren vorm neer kon slaan en later zorgde een warmer klimaat ervoor dat er sublimatie plaatsvond, waardoor uiteindelijk ijspieken achterbleven.

IJspieken ontstaan dus door sublimatie. Maar hoe krijgen ze dan precies hun karakteristieke vorm? Je moet je voorstellen dat er eerst een sneeuwoppervlak is, waarin holtes zitten. In die holtes wordt gereflecteerd licht opgevangen, waardoor er in die holtes meer sublimatie plaatsvindt en alsmaar diepere sleuven ontstaan. “Doordat de temperatuur en de luchtvochtigheid toenemen, kan het ijs in deze sleuven wél smelten,” zo legt men op de site van ESO uit. “Deze positieve terugkoppeling versnelt de groei van de karakteristieke vorm van de penintentes.”

Het onderzoek toont niet alleen aan dat het oppervlak en de lucht op Pluto veranderlijker zijn dan gedacht. Het geeft ook meer inzicht in de topografie van Pluto. Dankzij de scheervlucht van New Horizons langs Pluto kunnen we één zijde van de dwergplaneet nu in hoge resolutie bekijken. Van de andere zijde hebben we alleen beelden in lagere resolutie. Nu we weten dat er methaan te vinden is in hoger gelegen gebieden, kunnen onderzoekers uit de aanwezigheid van methaan afleiden welke gebieden hoger gelegen zijn. En dus ook nauwkeurigere topografische kaarten maken van de zijde die New Horizons niet in hoge resolutie heeft kunnen vastleggen. Overigens hebben onderzoekers reeds sterke aanwijzingen gevonden dat penitenten ook op de ‘andere zijde’ van Pluto te vinden zijn en dus een wereldwijd verschijnsel zijn.