C’est une première ! La dynamique des vents a pu être cartographiée dans la haute atmosphère sur une autre planète que la Terre. Grâce à la sonde Maven, qui orbite autour de Mars, les scientifiques sont parvenus à une conclusion étonnante : les vents, pourtant bien loin du sol, sont influencés par les monts et vallées de la planète rouge.

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Que s'est-il passé pour que l'océan qui recouvrait Mars laisse place à une planète désolée ? La réponse se trouve peut-être dans les restes de l'atmosphèreatmosphère martienne. Pour la première fois, les scientifiques ont pu créer une carte de la circulation des vents dans la haute atmosphère d'une autre planète que la TerreTerre grâce à la sonde Maven (pour Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN mission). Une découverte de poids qui a fait l'objet d'une double publication dans Science et dans le Journal of Geophysical Research-Planet. Les scientifiques pourront affiner les modèles climatiquesmodèles climatiques qui extrapolent le climatclimat martien dans le passé à partir de l'état actuel de son atmosphère.

En mesurant la vitesse des vents et leur direction dans la haute atmosphère de Mars, Maven a permis de découvrir que les vents étaient influencés par la surface. © Nasa Goddard, Maven, CU Boulder, University of Michigan

Des vents influencés par la topographie de Mars

Pour établir cette carte, les scientifiques ont détourné l'instrument NGIMS (pour Neutral Gas and IonIon Mass Spectrometer) de son usage initial, à savoir l'étude de la structure et de la composition de l'atmosphère martienne. En faisant osciller le capteurcapteur d'avant en arrière, la sonde a pu déterminer la direction des ventsvents horizontaux le long de son trajet autour de Mars. Petit à petit, les scientifiques ont pu construire la carte de la circulation des vents autour de la planète rouge. Une carte qui leur a réservé bien des surprises. En effet, la direction des vents est influencée par les structures géologiques que ces derniers survolent.

Les monts et les vallées créent une onde de gravitégravité atmosphérique qui se répercute jusqu'à la haute atmosphère où Maven la détecte. C'est la première fois que sont décelées des ondes de gravité atmosphériques induites par la topographie dans la thermosphèrethermosphère d'une planète ; même sur Terre, ce phénomène n'a pas encore été observé. Ces vents circulent autour de la planète à une altitude d'environ 150 kilomètres, dans la thermosphère. Contrairement à l'altitude où l'on vit, les températures augmentent avec l'altitude dans la thermosphère.

Les scientifiques veulent maintenant étudier ce phénomène en fonction des saisonssaisons pour comprendre la spécificité des vents de la thermosphère mais aussi la physiquephysique qui les anime.

Image d'illustration des vents (flèches bleues) ondulant en fonction de la topologie de la surface de Mars. Cette ondulation crée des ondes gravitationnelles atmosphériques (lignes grises) qui se répercutent jusqu'à la thermosphère. © Nasa Goddard, Maven, CI Lab, Jonathan North
Image d'illustration des vents (flèches bleues) ondulant en fonction de la topologie de la surface de Mars. Cette ondulation crée des ondes gravitationnelles atmosphériques (lignes grises) qui se répercutent jusqu'à la thermosphère. © Nasa Goddard, Maven, CI Lab, Jonathan North

Améliorer les modèles informatiques pour remonter le temps

Selon Mehdi Benna, auteur de la publication de Science, la direction dans laquelle les vents circulent est un élément important des simulations de l'atmosphère de Mars. 

Or, les observations montrent des divergences avec les modèles informatiques : « Les vents observés dans la haute atmosphère martienne sont parfois similaires à ceux qu'on observe dans les simulations, mais parfois ils sont différents. À l'échelle de l'heure, ils peuvent varier énormément et dans d'autres cas, ils sont réguliers dans la période d'observation », explique Kali Roeten de l'Université du Michigan et auteur de la publication parue dans Journal of Geophysical Research-Planet

Ce sont justement les mêmes modèles qui sont utilisés pour remonter le temps et comprendre le passé de Mars. Voilà un indice de plus pour résoudre le mystère martien : comment une planète potentiellement habitable est devenue un enfer rouge.