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Mars : tornades sur le site d’atterrissage de Phoenix

ActualitéClassé sous :Astronautique , mars , Mars Reconnaissance Orbiter

La sonde américaine Phoenix, qui doit se poser sur Mars le 25 mai prochain, pourrait bien être reçue par un comité d'accueil formé de dust devils, ces "diables de poussières" qui parcourent inlassablement le sol de la Planète rouge.

Deux tornades de poussière et leurs ombres apparaissent sur cette image de Mars Reconnaissance Orbiter. Crédit Nasa/JPL

Les dust devils apparaissent durant les heures les plus chaudes de la journée. La chaleur du sol se transmet à la couche d'air située au-dessus de lui, qui s'anime d'un mouvement ascendant et est aussitôt remplacée par de l'air plus froid. Ce faisant, la colonne d'air se met à tourbillonner, formant un vortex, un processus qui s'auto-amplifie. Finalement, ce vortex dégage suffisamment de force pour soulever les grains de poussière qui recouvrent le sol et le tourbillon devient visible. Un nouveau dust devil s'est formé.

Ce phénomène se produit aussi sur Terre, pratiquement sous toutes les latitudes et dans les mêmes conditions. Mais la faible pression atmosphérique martienne (6 hectopascals en moyenne contre 1.013 sur notre planète) en augmente considérablement les dimensions. Alors que les versions terriennes mesurent rarement plus de quelques dizaines de mètres de hauteur, sur Mars, les 2 kilomètres sont généralement atteints avec des records enregistrés jusqu'à 9 kilomètres.

De plus, alors que nos tourbillons ne durent que quelques minutes, les dust devils martiens vivent souvent quelques heures en parcourant des distances considérables, soulevant inlassablement la poussière du sol et la rejetant dans l'atmosphère. On les soupçonne d'ailleurs d'être en bonne partie responsables de la couleur brun-jaune de cette atmosphère.

La sonde Mariner 9 (1971) et les atterrisseurs Viking (1976) ont été les premiers à observer des dust devils sur Mars. Plus tard, le petit robot Pathfinder en a transmis des images détaillées, l'un d'entre eux ayant même eu l'outrecuidance de lui passer par-dessus en affolant les capteurs de sa station météorologique !

Cette image prise par Mars Reconnaissance Orbiter montre l’ellipse d’atterrissage de Phoenix, de 100 kilomètres de longueur. Au centre de celle-ci sont marqués l’emplacement des deux dust devils photographiés dans l’image suivante. Crédit Nasa/JPL.

Les premiers pas de la météorologie martienne

Grâce à la précision des images de Mars Global Surveyor, une étude systématique de ces formations éphémères a pu être entreprise, la plupart des images montrant une collection de ces tourbillons en train de planer au-dessus des plaines martiennes.

Mieux que la vision directe, l'ombre projetée par les dust devils permet de les repérer aisément, et aussi d'en calculer la hauteur. Mieux encore, en soulevant la fine couche de poussière claire qui recouvre le sol, les tourbillons laissent derrière eux une trace sombre qui peut tagger les vastes plaintes martiennes durant des mois, gardant la mémoire de leurs trajets. Ceux-ci apparaissent souvent rectilignes mais le tracé peut dessiner des boucles, des spirales, voire retour en arrière indépendamment du relief.

L'impact des dust devils sur la météorologie martienne est encore mal connu. Les scientifiques les soupçonnent de jouer un rôle prépondérant dans la présence de poussière atmosphérique au même titre, voire plus essentiel encore, que les tempêtes. L'interaction qu'ils peuvent avoir avec les instruments au sol, ou les futures missions habitées, est aussi à étudier.

Quels types de terrains favorisent leur formation, ou au contraire la préviennent ? De telles études sont au programme des prochaines sondes martiennes, dont Phoenix. Justement, Mars Reconnaissance Orbiter, en orbite autour de la Planète rouge, vient de transmettre de nouvelles images de la zone d'atterrissage de Phoenix où apparaissent des dust devils. Lors de la prise de ce cliché, le printemps touchait à sa fin et le terrain venait à peine de se dégager du frost (sol gelé) de l'hiver précédent.

Sur une deuxième image, deux dust devils apparaissent. Le premier est estimé à 590 mètres de hauteur grâce à son ombre, le panache de poussière s'élevant à 920 mètres. Le second mesure 390 mètres et son panache grimpe à 790 mètres. Les petites zones blanches, visibles ailleurs sur l'image, montrent des régions où le frost perdure.

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