Mars produit des nuages ​​étonnamment semblables à ceux de la Terre

La saison printanière dans l'hémisphère nord de Mars est caractérisée par une riche activité dynamique atmosphérique. Cette activité se produit au bord de la calotte polaire, souvent révélée par la présence de tempêtes de poussière locales.

Une nouvelle étude plonge plus profondément dans deux tempêtes de poussière martiennes qui s'est produit près du pôle Nord martien en 2019. Les modèles de nuages ​​ressemblent étonnamment à la Terre, indiquant des processus de formation similaires.

Mars Express de l'ESA a surveillé les tempêtes au printemps au pôle Nord. Il a constaté que Mars produit des modèles de nuages ​​étonnamment similaires à ceux de la Terre qui rappellent ceux des régions tropicales de notre planète.

Deux caméras à bord Mars express – la caméra de surveillance visuelle (VMC) et la caméra stéréo haute résolution (HRSC) – ainsi que la caméra MARCI à bord de Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, ont imagé les tempêtes depuis l'orbite.

La séquence d'images VMC montre comment les tempêtes présentent des cycles récurrents de croissance et de disparition au fil des jours. Les vues plus larges des images HRSC montrent clairement des structures en spirale. Les spirales, qui vont de 1000 à 2000 km, partagent la même genèse de cyclone extratropical que celles observées aux latitudes et latitudes moyennes de la Terre.

Les images révèlent un phénomène particulier sur Mars. Ils montrent que les tempêtes de poussière martiennes sont constituées de petites cellules nuageuses régulièrement espacées disposées comme des grains ou des cailloux. La texture est également visible dans les nuages ​​dans l'atmosphère terrestre.

La séquence d'images VMC montre comment les tempêtes présentent des cycles récurrents de croissance et de disparition au fil des jours. Les vues plus larges des images HRSC montrent clairement des structures en spirale. Les spirales, qui vont de 1000 à 2000 km, partagent la même genèse de cyclone extratropical que celles observées aux latitudes et latitudes moyennes de la Terre.

Les images montrent un phénomène martien spécifique. Ils démontrent que les tempêtes de poussière martiennes sont composées de petites cellules nuageuses régulièrement espacées et disposées comme des grains ou des cailloux. On peut également voir que les nuages ​​dans l'atmosphère de la Terre ont une texture.

La convection, où l'air chaud monte parce qu'il est moins dense que l'air plus frais, crée des textures reconnaissables. Lorsque l'air monte au centre de minuscules cellules nuageuses, ce type de convection, connu sous le nom de convection à cellules fermées, se produit. Les vides du ciel autour des cellules nuageuses sont les voies par lesquelles l'air plus frais descend sous l'air chaud qui monte.

On Terre, l'eau est présente dans l'air ascendant, qui se condense pour créer des nuages. Les images de nuages ​​de poussière de Mars Express démontrent le même phénomène, mais sur Mars, les colonnes d'air montantes sont faites de poussière plutôt que d'eau. L'air rempli de poussière est chauffé par le soleil, ce qui le fait monter et former des cellules de poussière. Des zones d'air descendant moins poussiéreuses entourent les cellules. Cela se traduit par le motif granulaire que l'on peut également voir sur les images de nuages ​​sur Terre.

Les scientifiques ont suivi le mouvement de la cellule dans les images pour mesurer la vitesse du vent. Il a été constaté que le vent souffle au-dessus des éléments nuageux à des vitesses allant jusqu'à 140 km/h. Cela élargit la forme des cellules dans la direction du vent. Malgré les atmosphères chaotiques et dynamiques de Mars et de la Terre, la nature crée ces modèles ordonnés.

Colin Wilson, scientifique du projet Mars Express de l'ESA, a déclaré : "Quand on pense à une atmosphère semblable à celle de Mars sur Terre, on pourrait facilement penser à un désert ou à une région polaire. Il est donc tout à fait inattendu qu'en suivant le mouvement chaotique des tempêtes de poussière, des parallèles puissent être établis avec les processus qui se produisent dans les régions tropicales humides, chaudes et décidément très différentes de Mars.

Les photos VMC ont permis de mesurer l'altitude des nuages ​​de poussière, ce qui est une découverte importante. La hauteur des nuages ​​au-dessus du surface martienne est déterminé en mesurant la longueur des ombres projetées et en combinant cette information avec la connaissance de la position du Soleil. Les résultats ont montré que la poussière peut s'élever de 6 à 11 km au-dessus de la surface et que les cellules avaient souvent des diamètres horizontaux de 20 à 40 km.

Agustín Sánchez-Levaga de l'Universidad del País Vasco UPV/EHU (Espagne), qui dirige l'équipe scientifique du VMC et est l'auteur principal d'un article, a affirmé Valérie Plante., "Malgré le comportement imprévisible des tempêtes de poussière sur Mars et les fortes rafales de vent qui les accompagnent, nous avons vu que dans leur complexité, des structures organisées telles que des fronts et des schémas de convection cellulaire peuvent émerger."

« Une telle convection cellulaire organisée n'est pas unique à la Terre et à Mars ; les observations de l'atmosphère vénusienne par Venus Express montrent sans doute des schémas similaires. Notre travail sur la convection sèche de Mars est un autre exemple de la valeur des études comparatives de phénomènes similaires se produisant dans les atmosphères planétaires pour mieux comprendre les mécanismes qui les sous-tendent dans des conditions et des environnements différents.

Journal de référence:

1. A. Sánchez-Lavega et al. Modèles cellulaires et convection sèche dans les tempêtes de poussière texturées au bord de la calotte polaire nord de Mars. Icarus. EST CE QUE JE: 10.1016/j.icarus.2022.115183