Au lieu d’un pays des merveilles hivernal, l’hémisphère nord de la planète rouge connaît un dégel printanier actif, voire explosif. Alors que le réveillon du Nouvel An approche ici sur Terre, les scientifiques de Mars ont une longueur d’avance : la planète rouge a effectué un tour autour du soleil le 12 novembre 2024, ce qui a incité quelques chercheurs à porter un toast.
Mais l’année martienne, qui dure 687 jours terrestres, se termine d’une manière très différente dans l’hémisphère nord de la planète et dans l’hémisphère nord de la Terre : alors que l’hiver pointe le bout de son nez ici, le printemps commence là-bas. Cela signifie que les températures augmentent et que la glace s’amincit, ce qui entraîne des avalanches de gel qui s’écrasent sur les falaises, des explosions de dioxyde de carbone depuis le sol et des vents puissants qui contribuent à remodeler le pôle Nord.
« Le printemps sur Terre a beaucoup de ruissellement à mesure que la glace d’eau fond progressivement. Mais sur Mars, tout se passe en trombe », a déclaré Serina Diniega, qui étudie les surfaces planétaires au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.
L’atmosphère vaporeuse de Mars ne permet pas aux liquides de s’accumuler à la surface, comme sur Terre. Au lieu de fondre, la glace se sublime et se transforme directement en gaz. La transition soudaine au printemps entraîne de nombreux changements violents, car la glace d’eau et la glace de dioxyde de carbone (la neige carbonique, qui est beaucoup plus abondante sur Mars que l’eau gelée) s’affaiblissent et se brisent.
« Vous obtenez beaucoup de fissures et d’explosions au lieu de fondre », a déclaré Diniega. « J’imagine que ça devient vraiment bruyant. »
À l’aide des caméras et autres capteurs embarqués sur Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA, lancé en 2005, les scientifiques étudient toute cette activité pour améliorer leur compréhension des forces qui façonnent la surface dynamique de Mars. Voici une partie de ce qu’ils suivent.
C’est une nouvelle année sur Mars, et si le Nouvel An signifie l’hiver dans l’hémisphère nord de la Terre, c’est le début du printemps dans la même région de la planète rouge. Et cela signifie que la glace fond, ce qui conduit à toutes sortes de choses intéressantes. Serina Diniega, chercheuse au JPL, explique. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Avalanches de gel
En 2015, la caméra HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment) du MRO a capturé un morceau de givre de dioxyde de carbone de 66 pieds de large (20 mètres de large) en chute libre. Des observations fortuites comme celle-ci rappellent à quel point Mars est différente de la Terre, a déclaré Diniega, en particulier au printemps, lorsque ces changements de surface sont les plus visibles.
« Nous avons de la chance d’avoir un vaisseau spatial comme MRO observant Mars aussi longtemps », a déclaré Diniega. « Observer depuis près de 20 ans nous a permis de capturer des moments dramatiques comme ces avalanches. »
Geysers à gaz
Diniega s’est appuyé sur HiRISE pour étudier une autre particularité du printemps martien : des geysers de gaz qui jaillissent de la surface, projetant de sombres éventails de sable et de poussière. Ces jets explosifs se forment grâce à la sublimation énergétique de la glace au dioxyde de carbone. Lorsque la lumière du soleil brille à travers la glace, ses couches inférieures se transforment en gaz, créant une pression jusqu’à ce qu’elle éclate dans l’air, créant ces sombres éventails de matière.
Mais pour voir les meilleurs exemples des nouveaux fans, les chercheurs devront attendre décembre 2025, lorsque le printemps commencera dans l’hémisphère sud. Là-bas, les fans sont plus grands et plus clairement définis.
Araignées
Une autre différence entre l’action liée à la glace dans les deux hémisphères : une fois que toute la glace autour de certains geysers du nord s’est sublimée en été, ce qui reste dans la terre sont des traces d’affouillement qui, vues de l’espace, ressemblent à des pattes d’araignée géantes. Des chercheurs ont récemment recréé ce processus dans un laboratoire du JPL.
Vents puissants
Pour Isaac Smith de l’Université York de Toronto, l’un des sujets les plus fascinants au printemps est la calotte glaciaire de la taille du Texas au pôle nord de Mars. Des creux tourbillonnants sont gravés dans le dôme de glace, révélant des traces de la surface rouge en dessous. L’effet est comme un tourbillon de lait dans un café latte.
« Ces choses sont énormes », a déclaré Smith, soulignant que certaines sont aussi longues que la Californie. « Vous pouvez trouver des creux similaires en Antarctique, mais rien à cette échelle. »
Un vent rapide et chaud a sculpté les formes en spirale au fil des siècles, et les creux agissent comme des canaux pour les rafales de vent printanières qui deviennent plus puissantes à mesure que la glace du pôle Nord commence à fondre. Tout comme les vents de Santa Ana en Californie du Sud ou les vents Chinook dans les montagnes Rocheuses, ces rafales prennent de la vitesse et de la température à mesure qu’elles descendent les creux – ce qu’on appelle un processus adiabatique.
Dunes errantes
Les vents qui creusent les creux du pôle Nord remodèlent également les dunes de sable de Mars, provoquant l’accumulation de sable d’un côté tout en éliminant le sable de l’autre côté. Au fil du temps, le processus provoque la migration des dunes, tout comme c’est le cas pour les dunes sur Terre.
En septembre dernier, Smith a co-écrit un article détaillant comment le gel du dioxyde de carbone se dépose sur les dunes de sable polaires pendant l’hiver, les gelant sur place. Lorsque le gel fond au printemps, les dunes recommencent à migrer.
Chaque printemps nordique est un peu différent, avec des variations conduisant à une sublimation des glaces plus ou moins rapide, contrôlant le rythme de tous ces phénomènes en surface. Et ces phénomènes étranges ne sont qu’une partie des changements saisonniers sur Mars : l’hémisphère sud a sa propre activité.