Comment la planète Mars est devenue sèche et désertique

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Mars possédait autrefois des océans, mais est aujourd’hui desséchée, ce qui pousse bien des gens à se demander comment l’eau a bien pu disparaître. Des chercheurs de l’Université de l’Arizona ont découvert d’étonnantes quantités d’eau dans la couche supérieure de l’atmosphère de la planète rouge, où elle est rapidement détruite, ce qui expliquerait une partie de ce mystère martien.

Shane Stone, dans des travaux publiés dans Science, se décrit comme un chimiste planétaire. Après un passage du côté des sciences pharmaceutiques, il s’intéresse maintenant à la chimie des atmosphères planétaires.

Depuis 2014, il travaille sur la mission MAVEN de la NASA, qui est l’acronyme de Mars Atmosphere and Volatile Evolution (Évolution atmosphérique et volatile de Mars). Cet engin est en orbite autour de la planète rouge depuis 2014 et enregistre depuis la composition de la couche supérieure de son atmosphère.

« Nous savons qu’il y a des milliards d’années, on trouvait de l’eau liquide à la surface de Mars », mentionne M. Stone. « Il devait y avoir une atmosphère plus épaisse, alors nous savons que Mars a perdu la majeure partie de son atmosphère dans l’espace. MAVEN tente de caractériser les procédés responsables de cette perte, et l’un des aspects de cette démarche consiste à comprendre comment la planète a perdu son eau. »

Chercher de l’eau

Dans le cadre de son orbite, MAVEN pénètre dans l’atmosphère martienne à toutes les 4,5 heures. L’appareil NGIMS installé à bord de l’orbiteur mesure la quantité de molécules d’eau ionisées dans la couche supérieure de l’atmosphère, soit environ 125 kilomètres au-dessus de la surface. À partir de ces informations, les scientifiques peuvent déterminer la quantité d’eau dans l’atmosphère martienne.

De précédentes observations, à l’aide de la sonde MAVEN et du télescope spatial Hubble, ont montré que la perte d’eau dans la haute atmosphère martienne variait selon les saisons. Comparativement à notre planète, la Terre, Mars orbite de façon plus elliptique autour du Soleil, et se trouve plus près de notre étoile durant l’été de son hémisphère sud.

M. Stone et son équipe ont découvert que lorsque Mars est plus près du Soleil, la planète se réchauffe, et davantage d’eau, que l’on trouve sous forme de glace à la surface, passe du sol à la haute atmosphère, où elle se répand dans l’espace. Cela se produit chaque année martienne, ou environ toutes les deux années terrestres. La tempête de sable régionale qui survient sur Mars chaque année martienne, et la tempête planétaire qui se produit chaque 10 ans entraînent toutes deux une accélération du réchauffement de l’atmosphère, et un déplacement vertical de l’eau.

Selon M. Stone, ce procédé contredit la théorie classique de la disparition lente de l’eau martienne, où elle s’évapore pour être éventuellement détruire par les rayons du soleil, en haute atmosphère.

« La perte de son atmosphère et de son eau est l’une des principales raisons pour lesquelles Mars est froide et sèche, comparativement à la Terre, qui est chaude et humide. Ces nouvelles données de MAVEN révèlent le processus en vertu duquel ce phénomène se poursuit encore de nos jours », a encore indiqué M. Stone.

Un monde sec et poussiéreux

Lorsque l’équipe de recherche a extrapolé ses résultats pour remonter d’environ 1 milliard d’années dans le temps, ils ont découvert que ce processus pouvait représenter la disparition d’un océan d’une trentaine de centimètres de profondeur, si cet océan recouvrait l’ensemble de la planète.

Une dizaine de centimètres d’eau supplémentaires ont été perdus en raison des tempêtes de sable, précisent les scientifiques.

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