Le nuage de 1 600 milles de long qui se forme et disparaît chaque jour sur Mars obéit à une « physique exotique » jamais vue sur Terre

Un nuage martien de 1 600 kilomètres de long qui émerge puis disparaît rapidement du ciel de la planète rouge presque tous les jours est encore plus étrange que ce que les scientifiques pensaient. De nouvelles simulations suggèrent que cette étrange apparition ne peut être expliquée qu’à l’aide d’une « physique exotique » qui a été théorisée mais jamais vue sur Terre ou ailleurs dans le monde. système solaire.

La mystérieuse masse flottante, surnommée le Arsia Mons Nuage Allongé (AMEC), apparaît fréquemment ci-dessus Arsia Monsun volcan éteint de 20 km de haut situé dans la région de Tharsisjuste au sud de l’équateur de la planète rouge. Le nuage de vapeur d’eau était repéré pour la première fois en 2018 par l’orbiteur Mars Express de l’Agence spatiale européenne et a depuis est apparu presque tous les matins au printemps et en été sur Mars, lorsque l’augmentation du rayonnement solaire déclenche de forts vents de surface. Mais cela ne dure que quelques heures chaque jour, avant de s’évaporer complètement.

L’AMEC peut s’étendre jusqu’à 1 100 miles (1 800 km) de long, soit environ un douzième de la circonférence de Mars. Pour le contexte, cela représente environ deux fois la longueur du Royaume-Uni ou la distance entre New York et Miami.

Même si la planète rouge n’est pas étrangère à nuages ​​de poussière géants et occasionnel « traînées irisées » de dioxyde de carboneil est presque totalement dépourvu de vapeur d’eau atmosphérique. Cela rend extrêmement rare la formation de nuages ​​gonflés semblables à la Terre, sans parler de nuages ​​aussi vastes. En conséquence, les scientifiques ont eu du mal à expliquer cette météo délirante.

Mais dans une nouvelle étude publiée mercredi 7 octobre dans la revue Géosciences naturellesles chercheurs ont utilisé les données de Mars Express pour créer de nouvelles simulations dans le but d’expliquer enfin l’AMEC. Au départ, l’équipe a eu du mal à recréer ce phénomène déroutant. Mais lorsqu’ils ont abandonné les principes météorologiques traditionnels au profit d’une explication plus originale, ils ont finalement réussi.

« Pour créer l’AMEC dans notre modélisation, nous avons constaté que nous devions inclure une physique exotique… une physique qui, bien qu’incluse dans les manuels, est traitée comme théorique et on pense généralement qu’elle ne se produit pas dans la nature », étudie le premier auteur. Jorge Hernández-Bernalun planétologue de l’Université du Pays Basque en Espagne qui était affilié à l’Université de la Sorbonne à Paris au moment de l’étude, a déclaré dans un communiqué. déclaration. « Une fois que nous avons inclus cette physique dans nos simulations, l’AMEC a émergé exactement comme nous l’espérions. »

« Tout à fait inattendu »

L’AMEC est un nuage orographiquece qui signifie qu’il se forme lorsque des vents forts poussent la vapeur d’eau vers le haut et au-dessus d’une structure surélevée, comme une montagne. Des nuages ​​similaires existent également sur Terre, notamment le nuage « Levanter », qui se forme parfois au-dessus du rocher de Gibraltar en Europe du Sud. Cependant, l’équivalent martien ne peut pas s’expliquer par les mêmes processus qui se produisent sur notre planète.

Sur Terre, nuages se forment via un processus appelé nucléation hétérogène, dans lequel l’air humide se refroidit et se condense en cristaux de glace qui se forment autour de minuscules particules atmosphériques, telles que la poussière, le sel, le pollen ou la suie. Mais même si Mars regorge de poussière atmosphérique, ce n’est pas ce qui s’y passe.

« Pour l’AMEC, il semble que la formation des nuages ​​se fasse sans qu’aucune de ces choses (dans l’air) soit nécessaire », a déclaré Hernández-Bernal, qui a été étudier l’AMEC au cours des six dernières années. « La vapeur d’eau se transforme directement en particules de nuages ​​glacés sans aucune étape intermédiaire. C’est comme des gouttelettes de condensation apparaissant au milieu d’une pièce plutôt que sur une fenêtre. »

Les chercheurs appellent cela « nucléation homogène » et affirment que cela n’a jamais été observé auparavant dans une atmosphère planétaire. « C’est totalement inattendu », a ajouté Hernández-Bernal.

D’autres scientifiques avaient déjà prédit qu’une nucléation homogène pourrait se produire dans la haute atmosphère terrestre ou dans le ciel. Vénus. Cependant, cela a été jugé très improbable car cela nécessiterait des niveaux d’humidité environ 100 000 fois supérieurs à ceux de la surface de notre planète.

Étant donné que Mars d’aujourd’hui est presque entièrement dépourvue d’eau, il peut sembler peu probable que son taux d’humidité puisse atteindre des niveaux aussi élevés. Cependant, les données de Mars Express racontent une autre histoire.

Alors que le vent monte sur les pentes d’Arsia Mons, qui est plus de deux fois plus haute que Mont Everestcela crée une vague puissante qui projette de l’air dans la haute atmosphère à une vitesse fulgurante. Les chercheurs ont calculé que la température de cet air peut chuter jusqu’à 54 degrés Fahrenheit (30 degrés Celsius) en seulement 10 minutes. Cela facilite non seulement la congélation, mais augmente également considérablement l’humidité à l’intérieur de la vague, permettant ainsi une nucléation homogène, montrent les simulations.

Alors d’où vient toute cette eau ? Une partie est déjà présente dans l’atmosphère, mais une partie provient probablement du sommet d’Arsia Mons, qui est recouvert d’une épaisse couche de givreont suggéré les chercheurs.

« Un grand succès »

Les nouvelles simulations marquent un grand pas en avant dans notre compréhension de l’AMEC et de la météorologie martienne au sens large.

« Nous n’avons pas autant d’informations sur l’atmosphère de Mars que sur celle de la Terre, donc reproduire l’AMEC à ce degré est un grand succès pour le modèle », a déclaré Hernández-Bernal.

Ces découvertes n’auraient pas été possibles sans l’orbiteur Mars Express, qui a utilisé trois instruments – la caméra de surveillance visuelle, la caméra stéréo haute résolution et l’instrument OMEGA – pour cartographier la façon dont l’AMEC prend forme et évolue chaque jour. C’est également l’un des seuls vaisseaux spatiaux martiens capables de voir Arsia Mons à la lumière du jour.

« Mars Express a découvert l’AMEC, l’a suivi et surveillé pendant des années et contribue désormais à révéler les secrets de sa formation », Colin Wilsona déclaré dans le communiqué le scientifique du projet Mars Express, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.

Cette découverte rappelle également que, bien qu’ils partagent les mêmes principes de base, les systèmes météorologiques ne se comportent pas de la même manière sur d’autres mondes que sur Terre, ce qui pourrait avoir de grandes implications pour l’exploration du système solaire et la chasse aux espèces. vie extraterrestre à distance exoplanètes.

« Alors que les nuages ​​sur Terre et sur Mars semblent être régis par les mêmes « règles », la compréhension de ce nuage martien exotique nécessite une physique exotique – et cela peut être vrai ailleurs dans le cosmos », a déclaré Wilson.