Un déséquilibre saisonnier dans la quantité d’énergie solaire absorbée et libérée par la planète Mars est une cause probable des tempêtes de poussière qui intriguent depuis longtemps les observateurs, rapporte une équipe de chercheurs.
Le déséquilibre extrême du bilan énergétique de Mars (un terme faisant référence à la mesure de l’énergie solaire qu’une planète reçoit du soleil puis libère sous forme de chaleur) a été documenté par les chercheurs de l’Université de Houston, Liming Li, professeur agrégé de physique ; Xun Jiang, professeur de sciences atmosphériques ; et Ellen Creecy, doctorante et auteure principale d’un article à paraître cette semaine dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
« L’une de nos découvertes les plus intéressantes est que l’excès d’énergie – plus d’énergie absorbée qu’émise – pourrait être l’un des mécanismes générateurs des tempêtes de poussière de Mars. Comprendre comment cela fonctionne sur Mars pourrait fournir des indices sur les rôles que joue le budget énergétique de la Terre dans le développement de violentes tempêtes, y compris des ouragans, sur notre propre planète », a déclaré Creecy.
Une atmosphère mince et une orbite très elliptique rendent Mars particulièrement sensible aux grandes différences de température. Il absorbe des quantités extrêmes de chaleur solaire lorsqu’il se balance le plus près du soleil dans ses saisons périhélie (printemps et été pour l’hémisphère sud de Mars), qui est la même partie extrême de l’orbite lorsque ses tempêtes de poussière apparaissent. Comme son orbite éloigne Mars du soleil, moins d’énergie solaire est absorbée par la planète. Ce même phénomène se produit également sur Terre, mais les chercheurs l’ont trouvé particulièrement extrême sur Mars.
Sur Terre, les déséquilibres énergétiques peuvent être mesurés selon la saison et l’année, et ils jouent un rôle crucial dans notre réchauffement climatique et le changement climatique. Dans un projet distinct, Creecy et ses collègues examinent si le déséquilibre énergétique sur Mars existe également sur des échelles de temps plus longues, et si tel est le cas, quelles seraient les implications sur le changement climatique de la planète.
« Mars n’est pas une planète qui possède de véritables mécanismes de stockage d’énergie, comme nous en avons sur Terre. Nos vastes océans, par exemple, aident à équilibrer le système climatique », a déclaré Creecy.
Pourtant, Mars porte des signes que les océans, les lacs et les rivières étaient autrefois abondants. Alors, qu’est-ce-qu’il s’est passé? Les faits ne sont pas clairs quant à savoir pourquoi ou quand la planète s’est asséchée en un globe chaud et poussiéreux avec une abondance d’oxyde de fer – de la rouille, en fait, dont la couleur fauve a inspiré les observateurs d’il y a des siècles à l’appeler la planète rouge.
« Mars avait des océans et des lacs dans le passé, mais plus tard, elle a connu le réchauffement climatique et le changement climatique. D’une manière ou d’une autre, Mars a perdu ses océans et ses lacs. Nous savons que le changement climatique se produit sur Terre maintenant. Alors, quelles sont les leçons de l’expérience de Mars ? pour l’avenir de la Terre ? », a demandé Li.
Creecy et ses collègues sont parvenus à leurs conclusions en comparant quatre années de données (il s’agit d’années martiennes, soit à peu près l’équivalent de huit années terrestres) des orbites et des températures de Mars aux conditions documentées par les missions de la NASA.
Pour les passionnés de planètes, ils notent qu’une grande partie des données est accessible gratuitement sur le site Web Planetary Data Systems de la NASA, bien que certaines informations ne soient disponibles que pour les chercheurs. Ils ont également collaboré avec des scientifiques de la NASA, dont plusieurs qui ont été des membres clés de missions passées, notamment le Mars Global Surveyor et deux rovers, Curiosity et Insight, qui fonctionnent toujours sur place.
« Si nous ouvrons les yeux sur un champ large, la Terre n’est qu’une seule planète. Avec un seul point, nous ne pouvons jamais voir une image complète. Nous devons regarder tous les points, toutes les planètes, pour obtenir une image complète de l’évolution de notre propre Terre. Il y a beaucoup de choses que nous pouvons apprendre des autres planètes », a déclaré Li. « En étudiant l’histoire de Mars, nous gagnons beaucoup. Qu’est-ce que le changement climatique ? Quelle est la phase future de notre planète ? Quelle est l’évolution de la Terre ? Tant de choses que nous pouvons apprendre des autres planètes. »
Rejoindre Creecy, Li et Jiang en tant que co-auteurs de l’article étaient Michael Smith du Centre de vol spatial Goddard de la NASA à Greenbelt, MD; David Kass et Armin Kleinböhl, tous deux du Jet Propulsion Laboratory du California Institute of Technology ; et Germán Martínez du Lunar and Planetary Institute de Houston.
Ellen Creecy et al, l’énergie émise par Mars et le déséquilibre énergétique saisonnier, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2121084119