Mars : elle oscille de la même manière que la Terre

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| ESO
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Découverte en 1891 par l’astronome américain Seth Carlo Chandler, l’oscillation de Chandler est une oscillation de l’axe de rotation de la Terre par rapport à sa surface. Récemment, ce phénomène (qui était jusqu’à présent propre à la Terre) a été observé sur Mars via deux engins spatiaux orbitant la planète. Bien qu’elle soit beaucoup moins prononcée que sur notre planète, une telle oscillation martienne livre aux planétologues de précieuses informations sur l’intérieur de la planète rouge, notamment concernant la dynamique de son manteau et sa capacité de déformation.

La planète rouge oscille pendant qu’elle tourne, rapportent des chercheurs dans la revue Geophysical Research Letters. Les pôles de Mars s’éloignent de plus en plus légèrement de l’axe de rotation de la planète, se déplaçant à environ 10 centimètres du centre tous les 200 jours environ. Cela fait de Mars la deuxième planète connue de l’Univers à présenter ce phénomène — connu sous le nom d’oscillation de Chandler —, la Terre étant la première.

Cette oscillation — du nom de l’astronome Seth Carlo Chandler, qui a découvert le phénomène il y a plus d’un siècle — est un effet observé sur des planètes qui ne sont pas parfaitement rondes. Sur Terre, l’oscillation est beaucoup plus prononcée : les pôles de notre planète s’éloignent d’environ 9 m de son axe de rotation, oscillant selon un schéma circulaire qui se répète tous les 433 jours environ.

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Cette oscillation a un effet négligeable sur notre planète, mais présente toujours une énigme scientifique. Les planétologues ont calculé que l’oscillation devrait normalement s’arrêter naturellement un siècle après son commencement, mais l’oscillation actuelle de notre planète se poursuit depuis bien plus longtemps que cela. Quelque chose — peut-être une combinaison de changements de pression dans l’atmosphère et les océans, selon une étude de 2001 — semble raviver perpétuellement l’oscillation, bien que le mécanisme exact soit encore inconnu.

De précieuses informations sur la dynamique intérieure de Mars

Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur l’intérieur de Mars. Le temps qu’il faut au pôle pour terminer un cycle d’oscillation reflète la capacité du manteau de Mars à se déformer, fournissant des indications sur ses propriétés matérielles et son état thermique. « L’oscillation de Chandler donne un très petit signal. Il faut de nombreuses années et des données de haute qualité pour le détecter », explique Alex Konopliv, ingénieur aérospatial au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Une étude précédente, par exemple, ne disposait pas de suffisamment de points de données pour différencier l’oscillation de Chandler des effets saisonniers.

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Graphiques montrant le déplacement des pôles martiens mesurés par Mars Odyssey, le Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) et le Mars Global Surveyor, tous en orbite autour de Mars. © Alex S. Konopliv et al. 2021

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont pu confirmer le mouvement sur Mars en calculant les effets gravitationnels sur les orbites de trois vaisseaux spatiaux de la NASA encerclant la planète rouge : Mars Odyssey, Mars Global Surveyor et le Mars Reconnaissance Orbiter. La grande quantité de données, collectées pendant 18 ans et non disponibles lors des analyses précédentes, a confirmé que l’oscillation identifiée était intrinsèque à la forme et à l’intérieur de la planète, plutôt qu’à des facteurs extérieurs comme la fonte saisonnière des calottes glaciaires polaires.

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La connaissance de l’oscillation de Chandler donne un aperçu de l’intérieur de Mars : le mouvement est entraîné par les propriétés du manteau, la couche située sous la croûte de la planète. Les nouveaux résultats fournissent des informations sur les propriétés du manteau, en particulier sur la façon dont il se déforme à des périodes plus longues. Ce petit changement dans les pôles martiens devrait également se résoudre naturellement, a calculé l’équipe, mais semble actuellement se poursuivre sans discontinuer. Dépourvue d’océans, Mars et sa rotation oscillante peuvent être gouvernées par des phénomènes atmosphériques, mais une étude plus approfondie de la planète rouge sera nécessaire pour s’en assurer.

Vidéo montrant l’oscillation de Chandler concernant la Terre :

Sources : Geophysical Research Letters

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