On pourrait s'abriter à l'ombre des nuages sur Mars

Jusqu'ici, Mars était généralement considéré comme un monde désert, où un astronaute serait étonné de voir des nuages traverser le ciel orange. Cependant, de nouveaux résultats prouvent que cette planète aride possède des nuages qui sont suffisamment denses pour porter une ombre sur la surface.

Ces résultats ont été obtenus grâce au spectromètre imageur OMEGA embarqué sur la sonde Mars Express.


Mars n'est pas complètement un asile pour des adorateurs du Soleil. Des nuages de particules de glace d'eau se produisent, par exemple sur les flancs des volcans géants. On possède également des indices sur la présence de nuages beaucoup plus élevés et ténus composés d'anhydride carbonique (cristaux de glace de CO2). Ceci ne serait guère étonnant d'ailleurs, puisque l'atmosphère mince martienne est la plupart du temps composée d'anhydride carbonique, et que les températures sur la planète plongent souvent bien en dessous du point de congélation du dioxyde de carbone.

Une équipe des scientifiques français a désormais prouvé que de tels nuages de glace sèche existent effectivement. De plus, ces nuages sont parfois si grands et denses qu'ils projettent les ombres bien marquées sur la surface poussiéreuse.

"C'est la première fois que les nuages de glace d'anhydride carbonique de Mars ont été photographiés et identifiés de dessus", commente Franck Montmessin du Service d'Aéronomie de l'Université of Versailles, "C'est important parce que les images nous indiquent non seulement leur forme, mais également leur taille et leur densité."

"Précédemment, nous devions compter sur des informations indirectes – fournies par exemple, par l'instrument SPICAM à bord de Mars Express - pour découvrir la composition des nuages. Cependant, il est très difficile de séparer les signaux en provenance des nuages, de ceux provenant de l'atmosphère et de la surface."

Les données du spectromètre atmosphérique ultraviolet et infrarouge SPICAM indiquaient qu'aucun nuage d'altitude élevée n'était très épais et composé de particules beaucoup plus petites, mais les nuages de CO2 détectés par OMEGA sont très différents. Non seulement ils sont étonnamment hauts - plus de 80 kilomètres au-dessus de la surface - mais ils peuvent avoir plusieurs centaines de kilomètres de large. Ils sont également beaucoup plus épais que prévus. Au lieu de ressembler aux nuages ténus de glace observés sur Terre, ils ressemblent aux nuages grands de convection qui se développent consécutivement aux colonnes montantes d'air chaud.

Encore plus étonnant est le fait que les nuages de glace de CO2 sont constitués de grosses particules - plus d'un micron de large - et qu'ils sont suffisamment denses pour obscurcir sensiblement la lumière du Soleil. Normalement, la formation de particules de cette taille n'est pas attendue dans l'atmosphère supérieure ou bien celles-ci restent en haut un très long temps avant de retomber vers la surface.


"Les nuages photographiés par OMEGA peuvent réduire l'éclat apparent du Soleil jusqu'à 40 pour cent," indique Montmessin. "Ceci signifie qu'ils portent une ombre dense et ceci a un effet notable sur la température locale au sol. Les températures à l'ombre peuvent être jusqu'au 10°C plus froide qu'ailleurs, et ce phénomène modifie à son tour la météo locale, en particulier les vents."

Comme les nuages de CO2 sont la plupart du temps vus dans les régions équatoriales, l'équipe d'OMEGA pense que la forme inattendue des nuages et la grande taille de leurs cristaux de glace peuvent être expliquées par les variations extrêmes de la température quotidienne qui se produisent près de l'équateur.

"Les températures froides de la la nuit et les températures relativement élevées de la journée causent de grandes vagues journalières dans l'atmosphère," explique Montmessin. "Ceci implique un potentiel de convection de grande puissance, en particulier lorsque le Soleil du matin réchauffe le sol."

Des bulles de gaz chaud montent au-dessus de la surface et quand elles atteignent des niveaux élevés, elles deviennent assez froides pour que le CO2 se condense. Ce processus génère une chaleur latente, qui force le gaz et les particules de glace à s'élever davantage.

Quelles sont les particules autour desquelles la glace de CO2 se condense ? Sur Terre, les gouttelettes des nuages se forment autour de noyaux minuscules - souvent des particules de poussière ou de sel. Sur Mars, la réponse demeure incertaine. Une possibilité est que la poussière martienne s'élève à haute altitude. Une autre origine potentielle de ces noyaux de condensation serait des particules laissées derrière elles par des micrométéorites pénétrant l'atmosphère supérieure. Ou encore les noyaux pourraient simplement être des cristaux minuscules de glace d'eau portés par des courants thermiques montants.

"Cette découverte est importante si nous voulons nous représenter le climat antérieur de Mars," indiquet Montmessin. "La planète semble avoir été beaucoup plus chaude il y a des milliards d'années, et une théorie suggère que Mars ait été alors couverte de nuages de CO2. Nous pouvons utiliser nos études sur les conditions actuelles pour comprendre le rôle que de tels nuages pourraient avoir joué dans l'échauffement global de Mars."

Ces résultats ont été publiés dans l'édition du 13 novembre 2007 du Journal of Geophysical Research.