Cienciaes.com : Nuages ​​d’eau sur Mars. Nous avons parlé avec Daniel Toledo.

La planète Mars, malgré son atmosphère mince et froide, continue de révéler des aspects fascinants sur son climat et sa composition. L’une des découvertes récentes les plus intrigantes concerne les nuages ​​​​de glace d’eau, des structures pâles qui fournissent des indices précieux sur les cycles atmosphériques de la planète et l’histoire possible du climat. Le Perseverance Rover, qui explore actuellement le cratère Jezero, a élargi nos connaissances sur ces nuages ​​grâce à ses instruments scientifiques avancés, tels que le capteur de rayonnement et de poussière (RDS) qui fait partie du Mars Environmental Dynamics Analyser (MÉDA) à l’équipe scientifique de laquelle appartient le chercheur Daniel Toledo, notre invité de Talking with Scientists.

Daniel Toledo explique aujourd’hui l’importance de l’eau tout au long de l’histoire martienne. Les traces géologiques de la planète parlent d’un passé où l’eau abondante à l’état liquide traversait la surface de Mars en formant des rivières et des lacs dont les traces sont visibles aujourd’hui. Cependant, ce passé, riche en eau liquide et doté d’un environnement agréable, a complètement disparu, laissant place au désert aride et stérile qu’il offre désormais aux missions interplanétaires qui y sont parvenues. À l’heure actuelle, les conditions de pression et de température existantes ne permettent pas l’existence d’eau liquide à la surface, bien qu’il existe des extensions de glace d’eau et de dioxyde de carbone dans les couches polaires.

L’une des questions que se posent les scientifiques est de savoir comment l’eau qui était autrefois abondante sur Mars a disparu. Certaines des hypothèses qui tentent de justifier cette perte se concentrent sur la perte du champ magnétique qui, comme c’est le cas actuellement sur Terre, protégeait Mars des particules du vent solaire. Mars, étant plus petite que la Terre, s’est refroidie plus rapidement et a perdu son champ magnétique protecteur. En conséquence, l’atmosphère a été exposée aux particules chargées du vent solaire, qui ont progressivement érodé son atmosphère.

Un autre facteur important est la fuite d’hydrogène dans l’espace. Le rayonnement ultraviolet décompose les molécules d’eau en hydrogène et oxygène ; L’hydrogène, étant très léger, s’échappe dans l’espace. Pourtant, l’eau restant actuellement sur la planète a encore des choses à dire, comme le démontrent les dernières découvertes faites par le Perseverance Rover et son instrument. MÉDA.

Mars, comme ce qui se passe sur Terre, a son axe incliné et suit une orbite elliptique autour du Soleil. Cela permet l’existence de saisons, bien que, bien sûr, d’une durée plus longue car l’année martienne dure un peu moins de deux années terrestres. Ainsi, pendant la période estivale dans l’hémisphère nord, le rayonnement solaire favorise la sublimation de l’eau au pôle et l’apport supplémentaire de vapeur d’eau à l’atmosphère, vapeur qui peut éventuellement former des nuages ​​de glace principalement à des altitudes supérieures aux 50 kilomètres, où les basses températures Les températures permettent à la rare vapeur d’eau de l’atmosphère martienne de se condenser. Ces nuages ​​​​sont minces et brillants au soleil au lever ou au coucher du soleil, semblables aux cirrus terrestres.

Perseverance a fourni des données clés sur ces nuages ​​grâce à l’utilisation de ses caméras et instruments météorologiques. Les caméras ont capturé des images haute résolution de nuages ​​en mouvement, tandis que les capteurs atmosphériques ont enregistré les changements de température, de pression et d’humidité dans leur environnement. Cela a permis aux scientifiques d’étudier comment les nuages ​​interagissent avec le rayonnement solaire et comment ils affectent la dynamique atmosphérique.

L’une des découvertes les plus récentes a été la diminution marquée de l’abondance de la glace d’eau dans les couches supérieures au cours du solstice d’été du nord. À l’aide de simulations microphysiques des nuages, il a été établi que le réchauffement de l’atmosphère pendant la période estivale augmente effectivement la quantité d’eau froide piégée à moyenne altitude et confine la condensation de la glace d’eau à des altitudes plus basses. Ainsi, la vapeur est piégée à des altitudes de 35 à 40 km au-dessus de la surface et ralentit le flux de vapeur vers les régions plus élevées, ce qui réduit la formation de nuages, comme cela a été observé avec les instruments Perseverance.

Les découvertes du Perseverance Rover sur les nuages ​​​​de glace d’eau pourraient également offrir des indices sur le passé de Mars. L’existence de ces nuages ​​suggère que la planète a connu des cycles atmosphériques similaires à ceux de la Terre, bien que plus faibles. Leur étude nous permet de mieux comprendre comment Mars a perdu son eau liquide et comment son atmosphère a évolué jusqu’à son état actuel.

Nous vous invitons à écouter Daniel Toledo Carrasco, chercheur à l’Institut national de technologie aérospatiale (ALORS QUE) et membre scientifique de la mission Mars 2020

Références :

Toledo, D., Rannou, P., Apestigue, V. et al. Assèchement de la mésosphère martienne lors de l’aphélie induit par des températures plus basses. Commun Earth Environ 5, 717 (2024).