Les nuages martiens sont faits de météores pulvérisés

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Les nuages martiens pourraient avoir une origine “extramartienne”, selon une étude récemment publiée. Celle-ci suggère que des nuages d’altitude moyenne se forment au-dessus de la planète rouge en raison d’un phénomène appelé  » fumée de météorites  » (meteor smoke), qui se produit lorsque des débris spatiaux sont déchiquetés en entrant dans l’atmosphère martienne.

En matière d’atmosphères planétaires, la coquille gazeuse de Mars est plutôt dérisoire. Elle est incroyablement ténue, avec un volume atmosphérique inférieur à 1 % à celle de la Terre. L’atmosphère martienne n’a pas toujours été aussi pauvre. Il y a des preuves qui suggèrent qu’elle était autrefois assez puissante pour permettre l’existence d’eau liquide à la surface de la planète.

Bien qu’elle ne soit plus que l’ombre d’elle-même, l’atmosphère de la planète rouge peut encore faire surgir des tourbillons de poussière, ou même envelopper la planète entière d’une tempête de poussière colossale. L’une de ces tempêtes a entraîné la disparition de l’astromobile (rover) Opportunity de la NASA, dont on a entendu parler pour la dernière fois le 10 juin 2018. En plus d’achever les astromobiles sans défense, l’atmosphère protège également la planète des impacts de météorites, et elle est même capable de former des nuages.

Les nuages sur Mars ne sont pas créés exactement de la même façon qu’ils le sont sur Terre. Les molécules d’eau qui forment la majeure partie des nuages que nous voyons ne peuvent pas s’unir toutes seules, elles ont besoin de quelque chose auquel elles peuvent adhérer. Sur notre planète bleue, les molécules d’eau s’agglutinent autour des grains de sel marin ou de poussière qui ont été soulevés haut dans l’air. Lorsque la quantité de ces grains et de ces molécules est suffisante, des nuages se forment et deviennent visibles depuis le sol.

Les scientifiques ne croient pas que ce même processus déclenche la formation de nuages dans l’atmosphère moyenne de Mars, une région située entre 30 et 60 km au-dessus de la surface. Alors, avec quoi les particules d’eau et de glace interagissent-elles pour former des nuages sur Mars ?

Selon cette nouvelle étude, la réponse pourrait venir non pas de la surface de la planète, mais de l’espace interplanétaire. Les observations effectuées par la sonde spatiale MAVEN de la NASA, qui est actuellement en orbite autour de la planète rouge, nous indiquent qu’environ 2 à 3 tonnes de débris spatiaux, souvent sous forme de météores, entrent chaque jour dans l’atmosphère martienne.

Ces météorites sont déchiquetées lorsqu’elles frappent la mince coquille gazeuse, projetant dans l’atmosphère de grandes pluies de poussière, qu’on appelle “fumée météorique” (meteoric smoke).

L’équipe à l’origine de l’étude s’est mise en quête de savoir si le matériau déposé dans l’atmosphère à partir de l’espace extra-atmosphérique pouvait servir de précurseur à la formation de nuages, en donnant aux molécules d’eau et de glace quelque chose à agglomérer. Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques complexes conçues pour imiter la dynamique de l’atmosphère martienne, afin de tester leur théorie. Ils ont découvert qu’une fois qu’ils ont inclus la poussière de météorite dans la simulation, des nuages sont apparus.

Simulation informatique des nuages d’altitude moyenne sur Mars. (Victoria Hartwick/ université du Colorado à Boulder)

Pour Victoria Hartwick, du Département des sciences atmosphériques et océaniques (ATOC) de l’université du Colorado à Boulder et auteur principal de la nouvelle étude :

Notre modèle ne pouvait pas former de nuages à ces altitudes auparavant. Mais maintenant, ils sont tous là, et ils semblent être aux bons endroits.

Les nuages étaient relativement petits par rapport à ceux de la Terre. Cependant, ils peuvent encore avoir un effet significatif sur l’atmosphère martienne. Par exemple, selon la région examinée par l’équipe, les nuages semblaient causer un changement de température pouvant atteindre 10 °C.

Les chercheurs pensent que leurs travaux sur la formation actuelle des nuages pourraient aider à faire la lumière sur l’évolution atmosphérique de la planète, et plus précisément sur la façon dont elle était autrefois capable de supporter l’eau liquide à la surface de Mars.

Selon Brian Toon, professeur à l’ATOC et coauteur de la nouvelle étude :

De plus en plus de modèles climatiques constatent que l’ancien climat de Mars, lorsque les rivières traversaient sa surface, était réchauffé par les nuages de haute altitude. Il est probable que cette découverte devienne un élément majeur de cette idée pour réchauffer Mars.

L’étude publiée dans la revue Nature Geoscience : High-altitude water ice cloud formation on Mars controlled by interplanetary dust particles et présentée sur le site de  l’université du Colorado à Boulder : Meteors help Martian clouds form.