Mars Express dévoile les secrets du mystérieux nuage de Mars

Sylvie Montard - 12 mars 2021


Panache nuageux s'étendant depuis le volcan Arsia Mons. (European Space Agency)
 
Au printemps, un nuage de glace d'eau émerge près du volcan Arsia Mons à 20 kilomètres d'altitude, s'étendant sur plusieurs centaines de kilomètres avant de disparaître en quelques heures.
 
Une étude détaillée vient de révéler les secrets de ce nuage allongé, en utilisant de nouvelles observations acquises par la «webcam Mars» de la sonde Mars Express. L'orbiteur de l'agence spatiale européenne a déjà observé à plusieurs reprises ce nuage qui se forme près du volcan Arsia Mons, juste au sud de l'équateur de Mars. Curieusement, Arsia Mons est le seul endroit à basse latitude sur Mars où l'on voit des nuages. Mars Express a vu ce voile grandir et s'estomper quotidiennement tout au long des saisons de printemps et d'été, renvoyant des images saisissantes de ce long et spectaculaire nuage blanc.
Cependant, le nuage est difficile à observer dans son intégralité en raison de la dynamique rapide et changeante de l'atmosphère martienne, et des contraintes de nombreuses orbiteurs autour de Mars, limitant les connaissances sur comment et pourquoi il se forme et change au fil du temps.
« Pour surmonter ces obstacles, nous avons utilisé l'un des outils secrets de Mars Express, la caméra de surveillance visuelle (VMC) », explique Jorge Hernandez Bernal de l'Université du Pays basque à Bilbao, en Espagne, auteur principal des nouvelles découvertes.


Schéma détaillé de la formation du nuage d'Arsia Mons (Crédit: ESA)

Le travail de Jorge et de ses collègues démontre une utilisation passionnante et involontaire du VMC. Aussi surnommée la «webcam Mars», la VMC a une résolution similaire à celle d'une webcam d'ordinateur standard de 2003. Elle a été installé pour confirmer visuellement que l'atterrisseur Beagle 2 s'était séparé avec succès de Mars Express en 2003. Elle a ensuite été éteinte. Plusieurs années plus tard, la caméra a été réactivée et utilisée pour collecter des images de Mars à des fins d'engagement du public et de sensibilisation, mais est restée inutilisée pour la recherche scientifique.
« Cependant, le VMC a été reclassé récemment en tant que caméra pour la science» , ajoute Jorge. « Bien qu'elle ait une faible résolution, elle possède un large champ de vision, essentiel pour avoir une vue d'ensemble, et idéal pour suivre l'évolution d'une entité sur une longue période. En conséquence, nous avons pu étudier l'ensemble du nuage d'Arsia Mons sur de nombreux cycles de vie. »
 
L'équipe de recherche a combiné les observations du VMC avec celles de deux autres instruments de Mars Express (OMEGA et HRSC) et de plusieurs autres sondes, comme Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Viking 2, et la mission Mars Orbiter (MOM) de l'Organisation indienne de recherche spatiale. « Nous étions particulièrement enthousiastes lorsque nous nous sommes penchés sur les observations de Viking 2 des années 1970 », déclare Jorge. « Nous avons découvert que cet énorme nuage fascinant avait déjà été partiellement détecté il y a longtemps. »
Les résultats ont révélé que, dans sa plus grande taille, le nuage mesure environ 1800 km de long et 150 km de large. C'est le plus grand nuage «orographique» jamais vu sur Mars, ce qui signifie qu'il se forme à la suite du vent poussé vers le haut par des caractéristiques topographiques (telles que des montagnes ou des volcans) sur une surface planétaire. Dans ce cas, Arsia Mons perturbe l'atmosphère martienne pour déclencher la formation du nuage. L'air humide est ensuite entraîné sur les flancs du volcan dans des courants ascendants, se condensant à des altitudes plus élevées et beaucoup plus fraîches.


Vue globale du nuage d'Arsia Mons dans le sud de Mars (Crédit:
ESA/GCP/UPV/EHU Bilbao)

Le nuage subit un cycle quotidien rapide qui se répète chaque matin pendant plusieurs mois. Il apparaît avant le lever du soleil sur le versant ouest de l'Arsia Mons avant de s'étendre vers l'ouest pendant deux heures et demie, s'étirant remarquablement vite (à plus de 600 km/h), à une altitude de 45 km. Il cesse ensuite de s'étendre, se détache de son emplacement initial et est tiré plus à l'ouest encore par des vents de haute altitude, avant de s'évaporer en fin de matinée lorsque la température de l'air augmente avec le soleil levant.
« De nombreux orbiteurs autour de Mars ne peuvent pas observer cette partie de la surface avant l'après-midi, en raison des propriétés de leurs orbites, c'est donc vraiment la première exploration détaillée de cette fonctionnalité intéressante, grâce à la gamme diversifiée des instruments de Mars Express. », explique le co-auteur Agustin Sanchez-Lavega, également de l'Université du Pays basque et responsable scientifique du VMC.
Aucun autre système climatique du système solaire n'est aussi similaire à celui de la Terre que le système martien. Mais les deux planètes présentent des différences distinctes et intrigantes. « Bien que les nuages ??orographiques soient couramment observés sur Terre, ils n'atteignent pas des longueurs aussi énormes ou ne montrent pas une dynamique aussi vive », affirme Agustin. « Comprendre ce nuage nous donne l'opportunité passionnante d'essayer de reproduire la formation du nuage avec des modèles, qui amélioreront notre connaissance des systèmes climatiques sur Mars et sur Terre. »
 
En plus d'utiliser le VMC d'une manière passionnante, Jorge, Agustin et ses collègues ont également surmonté un défi lors de l'observation de phénomènes transitoires sur Mars. Les caméras haute résolution telles que la HRSC de Mars Express ont des champs de vision étroits et les observations sont toujours planifiées à l'avance. En conséquence, les phénomènes météorologiques, qui sont généralement imprévisibles, sont généralement pris par hasard. Cependant, une fois que les chercheurs ont commencé à comprendre le cycle de vie et les modèles annuels de ce nuage allongé, ils ont pu diriger l'équipe du HRSC vers le bon endroit et le bon moment pour le capturer au fur et à mesure de son émergence.
« La réutilisation du VMC nous a permis de comprendre ce nuage transitoire d'une manière qui n'aurait pas été possible autrement. Le VMC permet aux scientifiques de suivre les nuages, de surveiller les tempêtes de poussière, de sonder les structures des nuages ??et de la poussière dans l'atmosphère martienne, d'explorer les changements dans les calottes glaciaires polaires de la planète, et plus encore. Sa remise en service soutient non seulement les principaux outils de Mars Express, mais ajoute une nouvelle valeur à la mission, qui en révèle davantage sur la planète rouge depuis 2003. »
 

Source: marsdaily.com
 
   
 
 
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