Un diable de poussière vu du ciel martien grâce à la caméra Hirise de l'orbiteur MRO. © Nasa, JPL-Caltech, University of Arizona

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Sur Mars, la surface serait balayée par des millions de tourbillons de poussière... par jour

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Des chercheurs ont calculé une nouvelle estimation du nombre et des caractéristiques des fameux tourbillons de poussière martiens, cousins des dust devils sévissant sur Terre. Ils pourraient y en avoir plus de 100 millions par jour.

  • Les tourbillons de poussière martiens injectent beaucoup de poussière dans l'atmosphère de mars car ils sont très nombreux et peuvent s'élever sur plusieurs kilomètres de hauteur. Or, cette poussière influence le climat martien et son habitabilité pour de futurs colons.
  • Des chercheurs viennent d'estimer qu'il se produirait en moyenne un tourbillon de poussière par jour et par kilomètre carré.

Les futurs colons martiens, ceux de Mars One ou d'Elon Musk, auront bien des obstacles à affronter. Il en est pernicieux et sans sous-estimé : la poussière. Jouant un rôle important sur Mars, elle influence fortement son climat. En effet, plusieurs missions martiennes, à commencer par les deux Viking dans les années 1970, ont repéré de nombreux tourbillons de poussière à la surface de la Planète rouge.

D'impressionnantes photos ont notamment été prises par l'instrument Hirise équipant la sonde spatiale MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) et une vidéo, tout aussi frappante, a été réalisée à partir d'images prises par le rover Curiosity montrant ces dust devils (démons de poussière). Les diamètres des tourbillons paraissent très variables, quelques dizaines de mètres pour les plus petits et quelques kilomètres pour les plus grands. Sur la base de ces observations, la moyenne est estimée à une centaine de mètres. Ces colonnes grimpent très haut, parfois jusqu'à 8 km, voire 10 km, et la vitesse des vents peuvent dépasser 100 km/h.

De tels tourbillons injectent dans l'atmosphère raréfiée de Mars de grandes quantités de poussière, laquelle s'échauffe sous la lumière du soleil. Elle représente donc une importante source de chaleur pour l'atmosphère et joue un rôle significatif aussi bien dans son climat que dans sa météorologie. Pour les planétologues, il est donc indispensable de disposer d'une modélisation précise des tourbillons de poussière martiens.

Les dust devils martiens vus par Curiosity. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa, Jet Propulsion Laboratory

145 millions de dust devils martiens chaque jour ?

C'est à ce problème que se sont attaqués des chercheurs états-uniens, qui viennent de publier un article sur arXiv à ce sujet. Pour déterminer le nombre et la fréquence de tourbillons, ils ont utilisé le baromètre équipant la sonde Phoenix. Il n'est pas facile d'interpréter les données a priori car cet instrument ne peut donner une estimation de la pression qu'au lieu où il se trouve. Il n'est donc pas évident d'en déduire des informations fiables sur la taille du tourbillon de poussière qui passe sur lui ou près de lui, et, bien évidemment, sur le profil des pressions à l'intérieur. Les chercheurs ont cependant réussi à contourner le problème en utilisant des méthodes statistiques.

Ils sont finalement parvenus aux conclusions suivantes. En moyenne, les tourbillons de poussière à la surface de la Planète rouge ne durent que quelques minutes à quelques heures avant de disparaître et leur diamètre moyen n'est que de 13 mètres. Chaque jour, il apparaîtrait au moins un de ces tourbillons pour chaque kilomètre carré de la surface martienne. Ils seraient petits plus que ce que l'on pensait mais il y en aurait dix fois plus ! La surface de Mars étant estimée à 145 millions de kilomètres carrés, la Planète rouge serait le siège d'autant de dust devils chaque jour. En moyenne donc, un colon martien pourrait en voir des douzaines chaque jour.

Bien sûr, les vents sur Mars, même durant les pires tempêtes globales, n'ont pas la force de leurs équivalents terrestres. La densité de l'atmosphère y est en effet environ 170 fois moindre. Toutefois, les grains de poussière tourbillonnants doivent se frotter les uns contre les autres, de sorte qu'ils doivent se charger par triboélectricité. Le phénomène semble se produire également dans les dunes martiennes. Comme d'importantes tempêtes de poussière naissent périodiquement à la surface de Mars, il est possible qu'elles soient sources de perturbations électriques pour les équipements des futurs colons martiens.

Le problème le plus grave est sans doute que cette poussière risque d'être envahissante, comme la poussière lunaire. Les astronautes lunaires ont en effet remarqué qu'elle collait sur tout, par exemple leurs combinaisons, pénétrant ainsi à l'intérieur des modules lunaires. Corrosive, elle est aussi irritante. Les missions Apollo ont montré qu'elle constituait un allergène tout aussi puissant et néfaste que le silicium, à l'origine de la maladie de la silicose que connaissent trop bien les mineurs. Les futurs colons martiens pourraient donc être confrontés à des problèmes de santé. De plus, même si l'on a fait pousser des patates sur un sol mimant celui de Mars, on sait que le sol martien est chimiquement particulièrement agressif.

Pour en savoir plus

En bref : étonnante image d'un tourbillon de poussière martien

Article de Jean-Baptiste Feldmann publié le 10/03/2012

La caméra de l'orbiteur MRO a photographié à la surface de la planète Mars un gigantesque tourbillon de poussière, analogue à ceux que l'on observe sur Terre, et que l'on appelle « dust devils » aux États-Unis.

L'action des vents sur la planète Mars se décline sous une multitude de manifestations. On connaît depuis longtemps les grandes tempêtes de sable qui nous masquent pendant plusieurs semaines les reliefs de la Planète rouge à chacune de ses oppositions, quand le réchauffement du sol provoque la sublimation de la calotte polaire et la naissance de vents violents qui soulèvent la poussière jusqu'à plusieurs kilomètres d'altitude. Mais on sait également que des vents plus discrets modifient la disposition et la forme des dunes martiennes et parviennent même à effacer en quelques semaines les empreintes de roues des rovers.

Ces engins ont même filmé les déplacements de tourbillons de poussière, mais c'est la première fois qu'on photographie l'un de ces phénomènes depuis l'orbite martienne. L'honneur en revient à MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) en orbite autour de la Planète rouge depuis six ans, dont la caméra Hirise (High Resolution Imaging Science Experiment) peut fournir des images à très haute résolution (jusqu'à 0,3 mètre par pixel) grâce à son télescope de 50 centimètres de diamètre.

Après avoir photographié il y a quelques semaines deux atterrisseurs martiens, Hirise a pu saisir une colonne de poussière d'environ 30 mètres de diamètre et 800 mètres de haut. La scène s'est déroulée le 16 février après-midi dans la région d'Amazonis Planitia au nord de la planète. D'après les scientifiques du JPL, ce diable de poussière doit sa forme en serpentin à l'action d'un léger vent d'ouest qui l'a recourbé à mi-hauteur.

Interview : trois mythes martiens passés au crible  La planète Mars est souvent l’objet de nombreux fantasmes. Vestiges d'une civilisation extraterrestre, vie martienne ou encore volcanisme mystérieux font partie de ces principaux mythes. Futura-Sciences a interviewé Charles Frankel, planétologue, afin qu’il nous en parle.