Dans les années 2000, des chercheurs planétaires ont repéré du givre matinal bleu-blanc fantomatique sur la surface martienne sur des images en lumière visible du vaisseau spatial Mars Odyssey de la NASA. Mais en utilisant le système d’imagerie par émission thermique de Mars Odyssey (THEMIS), la caméra sensible à la chaleur de l’orbiteur, le givre est apparu plus largement, y compris dans des zones où aucun n’était visible. Les scientifiques savaient qu’ils examinaient le givre qui se forme pendant la nuit et qui est composé principalement de dioxyde de carbone. Mais pourquoi ce givre de neige carbonique était-il visible à certains endroits et pas à d’autres ? Lucas Lange, chercheur à l’Institut Pierre-Simon Laplace de Sorbonne Université, et ses collègues proposent une réponse surprenante qui pourrait également expliquer le déclenchement des avalanches de poussière après le lever du soleil sur Mars.
Ces stries de pente sombres résultent d’avalanches de poussière à Acheron Fossae, Mars. La caméra HiRISE à bord du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA les a capturés le 3 décembre 2006. Crédit image : NASA / JPL-Caltech / University of Arizona.
“L’orbite matinale d’Odyssey produit des images spectaculaires”, a déclaré le Dr. Sylvain Piqueux, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
“Nous pouvons voir les longues ombres du lever du soleil alors qu’elles s’étendent sur la surface.”
Parce que Mars a si peu d’atmosphère, le Soleil réchauffe rapidement le givre qui s’accumule pendant la nuit. Au lieu de fondre, la neige carbonique se vaporise dans l’atmosphère en quelques minutes.
Les auteurs de l’étude ont d’abord remarqué la signature froide du givre dans de nombreux endroits où il ne pouvait pas être vu sur la surface martienne.
Ces températures apparaissaient à quelques dizaines de microns sous terre – moins que la largeur d’un cheveu humain sous la surface.
“Notre première pensée était que la glace pourrait être enterrée là-bas. La glace sèche est abondante près des pôles de Mars, mais nous regardions plus près de l’équateur de la planète, où il fait généralement trop chaud pour que du givre de glace sèche se forme », a déclaré Lange.
Dans leur article, les chercheurs proposent qu’ils voyaient du “givre sale” – du givre de neige carbonique mélangé à de fins grains de poussière qui l’obscurcissaient dans la lumière visible mais pas dans les images infrarouges.
Le phénomène les a amenés à soupçonner que le gel sale pourrait également expliquer certaines des traînées sombres qui peuvent s’étendre sur 1 000 m (3 300 pieds) ou plus sur les pentes martiennes.
Ils savaient que les traînées résultaient essentiellement d’avalanches de poussière qui remodèlent lentement les flancs des montagnes à travers la planète.
Ils pensent que ces avalanches de poussière ressemblent probablement à une rivière de poussière qui épouse le sol et libère une traînée de matière pelucheuse derrière.
Au fur et à mesure que la poussière se déplace vers le bas pendant plusieurs heures, elle expose des traînées de matériau plus sombre en dessous.
Ces stries sombres ne sont pas les mêmes qu’une variété mieux documentée appelée ligne de pente récurrente, qui se reproduit aux mêmes endroits, saison après saison, pendant des semaines (au lieu d’heures) à la fois.
On pensait autrefois qu’elles résultaient de l’eau saumâtre s’infiltrant lentement des flancs des montagnes, on pense maintenant généralement que les lignes de pente récurrentes résultent d’écoulements de sable sec ou de poussière.
En cartographiant les stries des pentes pour leur étude récente, les auteurs ont découvert qu’elles avaient tendance à apparaître dans les endroits où il y avait du gel le matin.
L’équipe propose les stries résultant de la vaporisation du givre créant juste assez de pression pour détacher les grains de poussière, provoquant une avalanche.
“Chaque fois que nous envoyons une mission sur Mars, nous découvrons de nouveaux processus exotiques”, a déclaré le co-auteur Dr. Chris Edwards, chercheur à la Northern Arizona University.
“Nous n’avons rien d’exactement comme une séquence de pente sur Terre. Vous devez penser au-delà de vos expériences sur Terre pour comprendre Mars. »
Le document de l’équipe apparaît dans le Journal of Geophysical Research: Planètes.
_____
L. Lange et al. 2022. Jardinage du régolithe martien par le gel diurne de CO2 et la formation de stries de pente. Journal of Geophysical Research: Planètes 127 (4) : e2021JE006988 ; doi: 10.1029 / 2021JE006988