Des fusées de poussière sur Mars

Vendredi, 11 janvier 2013

L'un des aspects les plus exotiques de l'atmosphère de Mars est la présence de microscopiques grains de poussière en suspension, qui jouent un rôle crucial dans le climat de la planète rouge. Cependant, se pose la question du renouvellement continuel de ces poussières. Une équipe de chercheurs de l'IPSL1, vient de lever le voile sur ce mystère en découvrant dans l'atmosphère de Mars un phénomène extrême baptisé « fusées de poussière ». Ces travaux ont été effectués au LMD2, avec une participation du LATMOS3, et sont publiés dans le Journal of Geophysical Research.

Les chercheurs ont eu recours à une démarche inédite en employant leur nouveau modèle informatique, qui permet de prédire la météorologie à très fine échelle dans une région particulière de Mars. Ils ont étudié l'évolution d'une violente tempête de poussière capturée par la mission européenne Mars Express4. Les chercheurs de l’équipe de Aymeric Spiga, premier auteur de la publication, étaient loin de se douter des surprises qui les attendaient ! Si une tempête de poussière se développe d'abord par soulèvement de poussière depuis le sol martien, les chercheurs ont découvert qu'ensuite peut se développer une colonne de poussière en ascension spectaculairement rapide, une « fusée de poussière ». Sont alors injectées des quantités considérables de poussière jusqu’à 30 à 50 kilomètres au-dessus de la surface de Mars.

Le mécanisme qui provoque les fusées de poussière sur Mars est appelé convection profonde. Il est également responsable de la formation de puissants nuages d'orage sur Terre, les cumulonimbus5. L'énergie qui alimente les mouvements verticaux n'est cependant pas la même sur les deux planètes. Sur Terre, il s'agit de l'énergie relâchée par la condensation de la vapeur d'eau en gouttelettes d'eau nuageuses. Sur Mars, les grains de poussière emportés par une tempête de poussière chauffent intensément la mince atmosphère en absorbant le rayonnement incident du Soleil. La planète rouge étant dépourvue de stratosphère, qui limite sur Terre la hauteur des cumulonimbus, les fusées de poussière sur Mars peuvent alors atteindre des altitudes très importantes.

Ces découvertes permettent d'avancer la première explication solide des énigmatiques couches enrichies en poussière observées à haute altitude sur Mars par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter6. Le renouvellement permanent des poussières dans l'atmosphère de Mars est également mieux compris. Les fusées de poussière ont de nombreuses autres implications sur la dynamique atmosphérique, le cycle de l'eau, la chimie sur Mars. De plus, connaître leur potentiel danger permet de garantir le succès de l'envoi vers Mars de futures missions robotiques et humaines.

Note(s): 
  1. L’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL) regroupe 6 laboratoires (LATMOS, LISA, LMD, LOCEAN, LPMAA, LSCE) dont les thématiques de recherche concernent l’environnement global. Ces laboratoires élaborent une stratégie commune pour l’étude du « Système Terre » dans sa globalité ainsi que pour l’étude d’autres objets du Système solaire.
  2. Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD-CNRS/École Polytechnique/UPMC-Pierre et Marie Curie/École Normale Supérieure)
  3. Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS-CNRS/UPMC-Pierre et Marie Curie/Université Versailles Saint Quentin)
  4. Plus d’informations sur la sonde de l’ESA Mars Express
  5. Les différences et similitudes avec les cumulonimbus sur Terre ont d'ailleurs conduit les chercheurs à inventer le terme « conio-cumulonimbus » (konios signifiant poussière en grec ancien) pour désigner les fusées de poussière.
  6. Plus d’informations sur Mars Reconaissance Orbiter de la NASA
Source(s): 

A.Spiga, J. Faure, J.-B.Madeleine, A. Määttänen, F. Forget. Rocket dust storms and detached dust layers in the Martian atmosphere, Journal of Geophysical Research, décembre 2012

Contact(s):
  • Aymeric Spiga, LMD (Université Pierre et Marie Curie/CNRS/École Polytechnique/École Normale Supérieure)
    aymeric [dot] spiga [at] upmc [dot] fr, 01 44 27 28 47

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