De la glace transparente sur Mars !
Publié par Redbran le 05/11/2018 à 12:00
Source: CNRS-INSU
Comment démontrer la présence de la glace transparente ? Par définition, si elle est transparente, l'observateur voit à travers et il est très difficile de montrer sa présence avec des images. Cette étude, menée par une équipe de chercheurs français (1) apporte des preuves spectroscopiques de la présence de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) transparente, confirmant ainsi le modèle de jet froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.). D'autre part, ils ont pu étudier le rôle précis de la glace d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) dans les jets froids.


Exemple d'activité printanière sur une zone 2kmx2km dans le cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un effondrement d'origine souterrainne (érosion, mine, explosion,...) de Richardson (72°S, 180°E) sur lequel s'est focalisé cette étude. © MRO, HiRISE, NASA/JPL/University of Arizona (sousimageESP_011772_1080)

Mars est une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous une...) active. Grâce aux images à haute résolution spatiale, de nombreux processus ont été observés en activités. Dans les zones polaires, des mystérieuses tâches sombres apparaissent et disparaissent saisonnièrement, probablement lié à des jets de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) froids. Malheureusement, ces jets n'ont pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) jamais pu être observé en activité. Ce processus semble associé à la présence de glace de CO2 qui se sublime par le dessous. Plusieurs études précédentes ont suggéré que la transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la lumière : ainsi, le verre est transparent dans le visible (on voit...) de la glace joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à...) un rôle clé notamment dans la formation de jets de gaz, en permettant, la sublimation de la glace par le bas de la couche par effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas...) à l'état solide. L'état de transparence des dépôts saisonniers de la glace de CO2 sur Mars, ainsi que leur degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de contamination par de la glace d'eau ou de la poussière joue un rôle majeur dans l'apparition de nombreux processus actifs de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) pendant le printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones tempérées, précédant l'été et suivant l'hiver....) martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus répandue, les...). Ces processus peuvent, de part leur grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».), jouer un rôle à l'échelle du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne...) régional martien. Cependant, cette transparence a été l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) de controverse et n'avait jamais été démontrée.


Schéma de principe de l'évolution de la surface pendant le printemps. Le cycle d'étapes (c), (d) et (e) peut se répéter plusieurs fois au cours de la saison (plusieurs jets). En bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité du cyan à une teinte plus sombre...): grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de...) de glace d'eau, en marron, particules de poussières. ©François Andrieu

La présente étude se base sur les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) du spectro-imageur CRISM dans la région de Richardson et des outils de modélisation du transfert radiatif. Dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), cette étude établit l'état de transparence de la glace de CO2, en comparant simulation et observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) considérant un modèle de glace transparente et un modèle de glace granulaire. Seule le modèle de glace transparente permet de rendre compte d'une épaisseur diminuant avec la saison, en accord avec les modèles de climats. D'autre part, la composition précise de la surface est étudiée afin de détailler localement, les échanges en volatils et en poussières entre surface et atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :).Pour la première fois, cette étude locale a permis d'identifier l'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) de glace d'eau dans l'atmosphère Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de Mars, et ce tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long du printemps. Les mécanisme micro-physiques de ces échanges sont résumés à la Figure. Si ces mécanismes ont lieu sur la totalité de la calotte saisonnière Sud, l'atmosphère devrait significativement s'enrichir en eau. Cette prédiction devra être testé prochainement avec la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les mesures in situ...) ExoMars (ExoMars est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne prévue pour 2016 dans le cadre du programme Aurora. Elle consiste à envoyer sur la surface de Mars un rover automatisé équipé...) TGO dont l'activité scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) vient de commencer.

Note:
(1) Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et...) (LESIA, Observatoire de Paris/CNRS/Sorbonne Université/Université Paris-Diderot), du Laboratoire Geosciences Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la...) Sud (GEOPS, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) Paris-Sud/CNRS ) et l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des...) et d'astrophysique de Grenoble (IPAG, LAOG/LPG)


Référence publication:
Andrieu, François and Schmidt, Frédéric and Douté, Sylvain and Chassefière, Eric (2018) Ice state evolution during spring in Richardson crater, Mars, Icarus, doi:10.1016/j.icarus.2018.06.019

Contact chercheurs:
- François Andrieu, LESIA
- Frédéric Schmidt , GEOPS
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