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Il y a un trou dans l’atmosphère martienne qui s’ouvre une fois tous les deux ans, projetant de ce fait une partie de l’eau de la planète dans l’espace, et l’autre vers les pôles.

Cette explication a été suggérée par une équipe de scientifiques russes et allemands qui ont étudié le comportement étrange de l’eau sur la planète rouge. En effet, ils ont constaté qu’il y avait une quantité élevée de vapeur d’eau, très haut dans l’atmosphère martienne, et qu’une partie de cette eau migrait vers les pôles de la planète.

Jusqu’à présent, nous n’avons jamais réussi a expliquer le fonctionnement exact du cycle de l’eau sur Mars. Il en va de même pour la raison pour laquelle la planète possédant jadis de l’eau, est à présent aride et sèche. De ce fait, la présence de vapeur d’eau au-dessus de Mars est déconcertante car la planète rouge possède une couche intermédiaire d’atmosphère qui semble devoir fermer complètement le cycle de l’eau.

« L’atmosphère martienne est trop froide pour entretenir la vapeur d’eau », expliquent les chercheurs dans une étude publiée le 16 avril 2019, dans la revue Geophysical Research Letters.

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Avant que ce lent processus n’assèche totalement la planète, il n’est pas impossible que Mars ait été recouverte d’un vaste océan. Cette illustration montre ce à quoi la planète aurait pu ressembler il y a quelques milliards d’années. Crédits : NASA/GSFC

Comment la planète rouge a-t-elle perdu son eau ? Et comment est-ce que l’eau peut être présente dans cette partie de l’atmosphère ? Selon la simulation informatique présentée par les chercheurs, la réponse est la suivante : il existerait deux processus atmosphériques uniques et propres à Mars.

Si nous prenons l’exemple de la Terre, l’été dans l’hémisphère nord et dans l’hémisphère sud sont assez similaires. Mais ce n’est pas le cas sur Mars ! En effet, comme l’orbite de la planète est beaucoup plus elliptique que celle de la Terre, elle est beaucoup plus proche du soleil pendant l’été estival de son hémisphère sud (ce qui se produit une fois tous les deux ans). Les étés de cette partie de la planète sont donc beaucoup plus chauds que ceux de l’hémisphère nord.

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La Terre et Mars à la même échelle. Crédits : Domaine Public

Selon les simulations informatiques de l’équipe de recherche, lorsque cela se produit, une véritable fenêtre s’ouvre dans l’atmosphère martienne (entre environ 60 à 90 kilomètres d’altitude), permettant à la vapeur d’eau de passer à travers cette dernière et de s’échapper dans la partie supérieure de l’atmosphère. À noter que parfois, le manque de lumière du Soleil arrête presque totalement le cycle de l’eau sur Mars.

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La planète Mars est bien entendu très différente de la Terre d’un point de vue météorologie, avec des tempêtes de poussière géantes régulières. De ce fait, et toujours selon les simulations des chercheurs, ces tempêtes refroidissent la surface de la planète en bloquant une partie de la lumière du Soleil. Et la lumière qui n’atteint pas la surface de Mars, reste bloquée dans l’atmosphère, la réchauffant et permettant ainsi à l’eau de se déplacer de la sorte.

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La distribution (verticale) de la vapeur d’eau sur Mars, au cours d’une année martienne. La vapeur d’eau ne peut atteindre les couches atmosphériques supérieures que lorsque c’est l’été dans l’hémisphère sud de la planète rouge. Crédits : GPL/Shaposhnikov et al.

Dans des conditions de tempête de poussière globales, comme celle qui a recouvert la planète rouge en 2017, de minuscules particules d’eau se forment autour des particules de poussière. Puis, ces particules de glace légères flottent dans la haute atmosphère plus facilement que d’autres formes d’eau.

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Les tempêtes de poussière de Mars (comme celle-ci, observée grâce à la sonde spatiale Mars Express en avril 2018 dans la région d’Utopia Planitia) peuvent transporter la vapeur d’eau plus haut dans l’atmosphère. Crédits : ESA/DLR/FU Berlin

Selon les chercheurs, une fois que l’eau a traversé cette limite atmosphérique médiane, une partie de cette eau se dirigerait vers le nord et le sud, soit vers les pôles de la planète. Mais la lumière ultraviolette qui se trouve dans la haute atmosphère peut également couper les liaisons entre l’oxygène et l’hydrogène dans les molécules, laissant l’hydrogène s’échapper dans l’espace…

Ce processus pourrait donc faire partie des mécanismes complexes qui ont fait que la planète Mars a fini totalement desséchée avec le temps.

Source : Geophysical Research Letters

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