جيولوجيا بلوتو

تفتقر هذه المقالة إلى معلومات حول أحدث الأعمال الجيولوجية حول نظام التلال والوديان في بلوتو، والتجول القطبي الحقيقي، والتكتونيات. يرجى توسيع المقالة لتشمل هذه المعلومات. قد توجد تفاصيل أخرى على صفحة المناقشة . ( أكتوبر 2024 )

تتكون جيولوجيا بلوتو من خصائص السطح والقشرة والجزء الداخلي من بلوتو . نظرًا لبعد بلوتو عن الأرض، فإن الدراسة المتعمقة من الأرض صعبة. ظلت العديد من التفاصيل حول بلوتو غير معروفة حتى 14 يوليو 2015، عندما حلقت مركبة نيو هورايزونز عبر نظام بلوتو وبدأت في إرسال البيانات إلى الأرض. ^[1] عندما فعلت ذلك، وجد أن بلوتو يتمتع بتنوع جيولوجي ملحوظ، حيث قال عضو فريق نيو هورايزونز جيف مور إنه "معقد تمامًا مثل المريخ". ^[2] تم استلام آخر إرسال بيانات لنيو هورايزونز عن بلوتو في 25 أكتوبر 2016. ^{[3] [4]} في يونيو 2020، أبلغ علماء الفلك عن أدلة على أن بلوتو ربما كان لديه محيط تحت السطح ، وبالتالي ربما كان صالحًا للسكن ، عندما تشكل لأول مرة. ^{[5] [6]}

يتكون أكثر من 98 بالمائة من سطح بلوتو من النيتروجين الصلب ، مع آثار من الميثان وأول أكسيد الكربون . ^[7] يحتوي وجه بلوتو الموجه نحو شارون على المزيد من الميثان الصلب، ^[8] بينما يحتوي الوجه المقابل على المزيد من النيتروجين وأول أكسيد الكربون الصلب. ^[9] يُعتقد أن توزيع الجليد المتطاير يعتمد على الموسم ويتأثر أكثر بأشعة الشمس والتضاريس أكثر من العمليات تحت السطحية. ^{[10] [8]}

تشير الخرائط المنتجة من الصور الملتقطة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي (HST)، إلى جانب منحنى ضوء بلوتو والتغيرات الدورية في أطياف الأشعة تحت الحمراء، إلى أن سطح بلوتو متنوع للغاية، مع وجود اختلافات كبيرة في كل من السطوع واللون، ^[11] مع انعكاسات تتراوح بين 0.49 و0.66. ^[12] يعد بلوتو أحد أكثر الأجسام تباينًا في النظام الشمسي، مع تباين مماثل لقمر زحل إيابيتوس . ^[13] يختلف اللون بين الأسود الفحمي والبرتقالي الداكن والأبيض. ^{[14] تشير بيانات} نيو هورايزونز إلى أعمار سطحية متغيرة بنفس القدر لبلوتو، مع وجود تضاريس جبلية قديمة ومظلمة إلى جانب سبوتنيك بلانيتيا الساطعة والمسطحة والخالية من الحفر بشكل فعال وتضاريس مختلفة ذات عمر ولون متوسطين.

تغير لون سطح بلوتو بين عامي 1994 و2003: حيث أضاءت المنطقة القطبية الشمالية وأظلمت المنطقة الجنوبية من الكرة الأرضية. ^[14] كما زاد احمرار بلوتو بشكل كبير بين عامي 2000 و2002. ^[14] ربما ترتبط هذه التغيرات السريعة بالتكثيف الموسمي وتسامي أجزاء من الغلاف الجوي لبلوتو ، والذي تضخم بسبب الميل المحوري الشديد لبلوتو والانحراف المداري العالي . ^[14]

• 
  أجزاء من سطح بلوتو تم رسمها بواسطة مركبة نيو هورايزونز . يقع المركز على خط طول 180 درجة (قطريًا مقابل القمر شارون).
• 
  توزيع أكثر من 1000 حفرة من مختلف الأعمار على كوكب بلوتو. يشير التباين في الكثافة إلى تاريخ طويل من النشاط الجيولوجي المتنوع.
• 
  خريطة جيولوجية لـ Sputnik Planitia والمناطق المحيطة بها (السياق)، مع هوامش خلايا الحمل الحراري المحددة باللون الأسود

يبدو أن سبوتنيك بلانيتيا تتكون من جليد أكثر تطايرًا وأكثر ليونة وأكثر كثافة من قاع الجليد المائي لبلوتو، بما في ذلك النيتروجين وأول أكسيد الكربون والميثان الصلب. ^{[15] يمكن رؤية بنية} خلية الحمل الحراري متعددة الأضلاع فوق جزء كبير من البلانيشيا. لم يتم العثور على أي فوهات، مما يشير إلى أن سطحها يجب أن يكون عمره أقل من 10 ملايين سنة. ^[16] تم اقتراح عدد من الآليات لتفسير غياب الفوهات، بما في ذلك البراكين الجليدية (ثوران البراكين بالمواد المتطايرة بدلاً من الصهارة)، والانقلاب الحملي، والاسترخاء اللزج - العمليات التي من شأنها أن تمحو التضاريس السلبية. ^[16] يمكن رؤية الأنهار الجليدية التي ربما تكون نيتروجينًا صلبًا تتدفق من البلانيشيا إلى المنخفضات والحفر المجاورة. يبدو أن النيتروجين من السهل قد تم نقله عبر الغلاف الجوي وترسبه في طبقة رقيقة من الجليد على المرتفعات إلى الشرق والجنوب من السهل، مما يشكل الفص الشرقي اللامع الكبير لـ Tombaugh Regio . يبدو أن الأنهار الجليدية تتدفق مرة أخرى إلى السهول الجليدية عبر الوديان من هذه المرتفعات الشرقية.

تنتشر الجبال التي يصل ارتفاعها إلى عدة كيلومترات على طول الحواف الجنوبية الغربية والجنوبية لسطح سبوتنيك بلانيتيا. والجليد المائي هو الجليد الوحيد الذي تم اكتشافه على بلوتو والذي يتمتع بالقوة الكافية في درجات الحرارة البلوتونية لدعم مثل هذه الارتفاعات.

تحتوي منطقة بلتون ريجيو والمناطق المظلمة الأخرى على العديد من الفوهات وعلامات الميثان الصلب. ويُعتقد أن اللون الأحمر الداكن يرجع إلى سقوط الثولينات من الغلاف الجوي لبلوتو.

تعرض خطوط العرض الشمالية الوسطى مجموعة متنوعة من التضاريس التي تذكرنا بسطح تريتون . الغطاء القطبي الذي يتكون من الميثان الصلب "المخفف في طبقة سميكة شفافة من النيتروجين الصلب" يكون أغمق وأكثر احمرارًا إلى حد ما. ^[19]

يتكون الجزء الغربي من نصف الكرة الشمالي لبلوتو من مجموعة واسعة ومميزة للغاية من الجبال التي يبلغ ارتفاعها 500 متر والتي تسمى بشكل غير رسمي Tartarus Dorsa؛ تبدو المسافات وشكل الجبال مشابهة للقشور أو لحاء الشجر. حددت ورقة بحثية في مجلة Nature في يناير 2017 للدكتور جون موريس وزملاؤه هذه التلال الجليدية باسم penitentes . ^[20] penitentes هي منخفضات جليدية تشكلت بسبب التآكل وتحيط بها أبراج عالية. بلوتو هو الجسم الكوكبي الوحيد بخلاف الأرض الذي تم تحديد penitentes عليه. على الرغم من افتراض وجود penitentes على قمر المشتري أوروبا ، إلا أن النظريات الحالية تشير إلى أنها قد تتطلب غلافًا جويًا لتتشكل. افترض موريس وزملاؤه أن penitentes على بلوتو تنمو فقط خلال فترات الضغط الجوي المرتفع، بمعدل حوالي 1 سنتيمتر لكل دورة مدارية. يبدو أن هذه التائبات قد تشكلت خلال عشرات الملايين من السنين الماضية، وهي فكرة مدعومة بتناثر الحفر في المنطقة، مما يجعل تارتاروس دورسا واحدة من أصغر المناطق على بلوتو. ^[20]

توجد مجموعة من ستة أخاديد تتفرع من نقطة واحدة عبر كل من تارتاروس دورسا والتضاريس الشمالية المليئة بالحفر في بلوتو (وبالتالي تشكلت في وقت أحدث من كليهما)؛ أطولها، المسمى بشكل غير رسمي بحفرة سليبنير، يبلغ طوله أكثر من 580 كيلومترًا. ويُعتقد أن هذه الأخاديد نشأت من الضغوط الناجمة عن ارتفاع المواد في مركز التكوين. ^[21]

عندما أرسلت مركبة نيو هورايزونز بيانات من بلوتو لأول مرة، كان ^{يُعتقد أن بلوتو} يفقد مئات الأطنان من غلافه الجوي كل ساعة بسبب الأشعة فوق البنفسجية من الشمس؛ وسيكون معدل الهروب هذا كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن إعادة تزويده من خلال اصطدامات المذنبات. وبدلاً من ذلك، كان يُعتقد أن النيتروجين يعاد تزويده إما عن طريق البراكين الجليدية أو عن طريق السخانات التي تحمله إلى السطح. تدعم صور الهياكل التي تشير إلى ارتفاع المواد من داخل بلوتو، والخطوط التي ربما خلفتها السخانات، هذا الرأي. ^{[17] [22]} تشير الاكتشافات اللاحقة إلى أن الهروب الجوي لبلوتو كان مبالغًا فيه بعدة آلاف من المرات وبالتالي يمكن لبلوتو نظريًا الاحتفاظ بغلافه الجوي دون مساعدة جيولوجية، على الرغم من أن الأدلة على الجيولوجيا المستمرة لا تزال قوية. ^[23]

تم تحديد بركانين جليديين محتملين، رايت مونس وبيكارد مونس ، في الخرائط الطبوغرافية للمنطقة الواقعة جنوب سبوتنيك بلانيتيا ، بالقرب من القطب الجنوبي. يبلغ عرض كل منهما أكثر من 150 كم وارتفاعه 4 كم على الأقل، وهما أعلى قمم معروفة على بلوتو في الوقت الحاضر. وهما مليئان بالفوهات بشكل خفيف وبالتالي فهما حديثان جيولوجياً، على الرغم من أنهما ليسا حديثي السن مثل سبوتنيك بلانيتيا. يتميزان بانخفاض كبير في القمة وجوانب مرتفعة. يمثل هذا المرة الأولى التي يتم فيها تصوير هياكل بركانية جليدية كبيرة محتملة بوضوح في أي مكان في النظام الشمسي. ^{[24] [25] [26]}

حددت دراسة أجريت عام 2019 بنية بركانية جليدية ثانية محتملة حول فيرجيل فوساي، وهي سلسلة من الأحواض في شمال شرق بلتون ريجيو، غرب تومبو ريجيو. يبدو أن البراكين الجليدية الغنية بالأمونيا قد ثارت من فيرجيل فوساي والعديد من المواقع القريبة وغطت مساحة عدة آلاف من الكيلومترات المربعة؛ تشير حقيقة أن الإشارة الطيفية للأمونيا كانت قابلة للاكتشاف عندما حلقت نيو هورايزونز بالقرب من بلوتو إلى أن فيرجيل فوساي لا يزيد عمرها عن مليار عام وربما تكون أصغر سنًا بكثير، حيث ستدمر الأشعة الكونية المجرية كل الأمونيا في المتر العلوي من القشرة في ذلك الوقت ويمكن للإشعاع الشمسي أن يدمر الأمونيا السطحية بسرعة أكبر من 10 إلى 10000 مرة. ربما كان الخزان الجوفي الذي خرجت منه هذه الصخور الجليدية منفصلاً عن محيط بلوتو الجوفي. ^[27]

كثافة بلوتو هي1.87 جم/سم ³ . ^[29] ولأن تحلل العناصر المشعة من شأنه أن يسخن الجليد في النهاية بما يكفي لفصل الصخور عنه، يعتقد العلماء أن البنية الداخلية لبلوتو متمايزة، حيث استقرت المادة الصخرية في قلب كثيف محاط بغطاء من الجليد المائي. ^[30] تشير المواد المتطايرة الوفيرة على سطح بلوتو إلى أن بلوتو إما متمايز تمامًا (وبالتالي حرر جميع المواد المتطايرة التي كانت محبوسة في الجليد المائي) أو تشكل في غضون أقل من مليون عام بعد إزالة القرص المحيط بالنجم (عندما كانت المواد المتطايرة لا تزال متاحة لدمجها في بلوتو). ^[31]

من المفترض أن قطر النواة يبلغ تقريبًايبلغ قطر بلوتو حوالي 1700 كم ، أي ما يعادل 70% من قطره. ^[28] ومن الممكن أن يستمر هذا التسخين حتى اليوم، مما يخلق طبقة محيطية تحت السطح من الماء السائل والأمونيا يبلغ سمكها حوالي 100 إلى 180 كم عند حدود اللب والوشاح. ^{[28] [30] [32]} لا تكشف الدراسات المستندة إلى صور نيو هورايزون لبلوتو عن أي علامات على الانكماش (كما هو متوقع إذا تجمدت المياه الداخلية لبلوتو وتحولت إلى جليد II ) وتشير إلى أن باطن بلوتو لا يزال يتوسع، ربما بسبب هذا المحيط الداخلي؛ هذا هو أول دليل ملموس على أن باطن بلوتو لا يزال سائلاً. ^{[33] [34] يُقترح أن بلوتو يحتوي على} غلاف صخري سميك من الجليد المائي ، بناءً على طول الصدوع الفردية وعدم وجود ارتفاع موضعي. تشير الاتجاهات المختلفة في الصدوع إلى وجود تكتونيات نشطة سابقًا، على الرغم من أن آلياتها لا تزال غير معروفة. ^[35] حسب معهد أبحاث الكواكب التابع للمركز الألماني للطيران والفضاء أن نسبة كثافة بلوتو إلى نصف قطره تقع في منطقة انتقالية، إلى جانب قمر نبتون تريتون ، بين الأقمار الجليدية مثل أقمار أورانوس وزحل متوسطة الحجم ، والأقمار الصخرية مثل قمر المشتري آيو . ^[36]

لا يوجد مجال مغناطيسي لبلوتو. ^[37]

• قائمة السمات الجيولوجية على كوكب بلوتو

• بلوتو كما شوهد عبر السنين (ناسا؛ صورة متحركة بصيغة GIF؛ 15 يوليو 2015).