Pendant des décennies, les scientifiques ont tenté de percer le mystère des conditions météorologiques de Mars. Alors que l'atmosphère de la planète est beaucoup plus mince que la nôtre - avec moins de 1% de la pression atmosphérique qui existe sur Terre au niveau de la mer - des nuages ont été vus périodiquement dans le ciel au-dessus de la surface. De plus, des chutes de neige périodiques ont été repérées au fil des ans, principalement sous la forme de neige carbonique (c'est-à-dire de la neige carbonique).
Cependant, selon une nouvelle étude d'une équipe d'astronomes français et américains, Mars connaît des chutes de neige sous forme de particules d'eau-glace. Ces chutes de neige ne se produisent que la nuit, coïncidant avec des baisses de la température mondiale. La présence de ces tempêtes et la vitesse à laquelle elles atteignent la surface obligent les scientifiques à repenser les conditions météorologiques de Mars.
L'étude, intitulée «Précipitations de neige sur Mars entraînées par la convection nocturne induite par les nuages», a récemment paru dans la revue Géosciences de la nature. Dirigée par Aymeric Spiga, professeur titulaire à l'Université Pierre et Marie Curie et chercheur au Laboratoire de Météorologie Dynamique à Paris, l'équipe a effectué des simulations numériques des régions nuageuses de Mars pour démontrer que des tempêtes de neige convectives localisées peuvent s'y produire.
Pendant des décennies, les scientifiques ont cru que Mars avait subi des chutes de neige sous forme de dioxyde de carbone gelé (alias glace sèche), en particulier autour du pôle sud. Mais ce n'est que ces dernières années que des preuves directes ont été obtenues. Par exemple, le 29 septembre 2008, le Phénix L'atterrisseur a pris des photos de la neige tombant des nuages à 4 km (2,5 mi) au-dessus de son site d'atterrissage près du cratère Heimdal.
En 2012, le Mars Reconnaissance Orbiter a révélé des preuves supplémentaires de chutes de neige au dioxyde de carbone sur Mars. Et il y a également eu des preuves ces dernières années de chutes de neige faibles, qui semblent avoir contribué à façonner le paysage martien. Il s'agit notamment d'un système de ventilateur de ravin relativement jeune dans la région de Promethei Terra de Mars, dont les chercheurs de l'Université Brown ont déterminé qu'ils étaient façonnés par la fonte des neiges.
En outre, en 2014, les données obtenues par leMars Express La sonde a montré comment le bassin Hellas (un cratère massif) était également altéré par la fonte des neiges. Et en 2015, le Curiosité rover a confirmé que le cratère de Gale (où il a atterri en 2012) était autrefois rempli par un plan d'eau stagnant. Selon les découvertes de l'équipe scientifique, cet ancien lac a reçu le ruissellement de la fonte des neiges sur le bord nord du cratère.
Toutes ces découvertes étaient plutôt complexes pour les scientifiques, car Mars était considéré comme n'ayant pas une atmosphère suffisamment dense pour supporter ce niveau de condensation. Pour étudier ces phénomènes météorologiques, le Dr Spiga et ses collègues ont combiné les données fournies par diverses missions d'atterrisseurs et d'orbiteurs martiens pour créer un nouveau modèle atmosphérique qui simulait la météo sur Mars.
Ils ont découvert que, pendant les nuits où l'atmosphère de Mars devenait suffisamment froide, des particules de glace d'eau pouvaient former des nuages. Ces nuages deviendraient instables et libéreraient des précipitations de glace d'eau, qui tomberaient rapidement à la surface. L'équipe a ensuite comparé ces résultats aux phénomènes météorologiques localisés sur Terre, où l'air froid et dense entraîne des pluies ou de la neige tombant rapidement des nuages (alias «microrafales»).
Comme ils le déclarent dans leur étude, ces informations étaient cohérentes avec les données fournies par les missions d'atterrisseurs et d'orbiteurs martiens:
«Dans nos simulations, les tempêtes de neige convectives ne se produisent que pendant la nuit martienne et résultent de l'instabilité atmosphérique due au refroidissement radiatif des particules de nuages d'eau et de glace. Cela déclenche de forts panaches convectifs à l'intérieur et au-dessous des nuages, avec des précipitations de neige rapides résultant des courants descendants vigoureux. »
Les résultats contredisaient également la croyance de longue date selon laquelle les nuages bas ne déposeraient de la neige à la surface que lentement et doucement. On pensait que cela était le cas en raison du fait que Mars a une atmosphère mince et qu'il manque donc des vents violents. Mais comme leurs simulations l'ont montré, les particules de glace d'eau qui entraînent des tempêtes de neige à microrafales atteindraient le sol en quelques minutes plutôt qu'en quelques heures.
Ces résultats indiquent que les tempêtes de neige martiennes ont également une profonde influence sur le transport mondial de vapeur d'eau et les variations saisonnières des dépôts de glace. Comme ils le disent encore:
"La convection nocturne dans les nuages de glace d'eau martienne et les précipitations de neige associées conduisent au transport de l'eau à la fois au-dessus et en dessous des couches de mélange, et affecteraient ainsi le cycle de l'eau de Mars passé et présent, en particulier dans les conditions de forte obliquité associées à un cycle de l'eau plus intense.
Comme l'a expliqué Aymeric Spiga dans une interview à l'AFP, ces neiges ne sont pas tout à fait ce à quoi nous sommes habitués ici sur Terre. "Ce n'est pas comme si vous pouviez faire un bonhomme de neige ou un ski", a-t-il déclaré. "Debout à la surface de Mars, vous ne verriez pas une épaisse couche de neige - plus comme une généreuse couche de givre." Néanmoins, ces résultats indiquent qu'il existe certaines similitudes entre les phénomènes météorologiques de la Terre et de Mars.
Avec des missions en équipage sur Mars prévues pour les décennies à venir - en particulier le «Voyage vers Mars» de la NASA, prévu pour les années 2030 - cela permet de savoir précisément quels types de phénomènes météorologiques nos astronautes vont rencontrer. Alors que les raquettes ou les skis sont hors de question, les astronautes pourraient au moins se réjouir de la possibilité de voir de la neige fraîche au réveil dans leur habitat!
