De la glace transparente sur Mars !

Schéma de principe de l’évolution de la surface pendant le printemps. Le c

Schéma de principe de l’évolution de la surface pendant le printemps. Le cycle d’étapes (c), (d) et (e) peut se répéter plusieurs fois au cours de la saison (plusieurs jets). En bleu : grain de glace d’eau, en marron, particules de poussières. © François Andrieu

Comment démontrer la présence de glace transparente sur Mars - Par définition, si elle est transparente, l’observateur voit à travers et il est très difficile de montrer sa présence avec des images. Une étude menée par une équipe scientifique impliquant des chercheurs du Laboratoire Geosciences Paris-Sud (UPSud/CNRS), apporte des preuves spectroscopiques de la présence de glace transparente.

Mars est une planète active. Grâce aux images à haute résolution spatiale, de nombreux processus ont été observés en activités. Dans les zones polaires, des mystérieuses tâches sombres apparaissent et disparaissent saisonnièrement, probablement lié à des jets de gaz froids. Malheureusement, ces jets n’ont pour l’instant jamais pu être observés en activité. Ce processus semble associé à la présence de glace de CO2 qui se sublime pour le dessous. Plusieurs études précédentes ont suggéré que la transparence de la glace joue un rôle clé notamment dans la formation de jets de gaz, en permettant, la sublimation de la glace par le bas de la couche par effet de serre à l’état solide.

L’état de transparence des dépôts saisonniers de la glace de CO2 sur Mars, ainsi que leur degré de contamination par de la glace d’eau ou de la poussière joue un rôle majeur dans l’apparition de nombreux processus actifs de surface pendant le printemps martien. Ces processus, et notamment le développement de jets de gaz froids s’échappant de la couche de glace, peuvent, de par leur grand nombre, jouer un rôle à l’échelle du climat régional martien. Cependant, cette transparence a été l’objet de controverse et n’avait jamais été démontrée.

Injection de glace d’eau dans l’atmosphère Sud de Mars

L’étude publiée se base sur les données du spectro-imageur CRISM dans la région de Richardson et des outils de modélisation du transfert radiatif. Dans un premier temps, les chercheurs ont établi l’état de transparence de la glace de CO2, en comparant simulation et observation considérant un modèle de glace transparente et un modèle de glace granulaire. Seul le modèle de glace transparente permet de rendre compte d’une épaisseur diminuant avec la saison, en accord avec les modèles de climats. D’autre part, la composition précise de la surface est étudiée afin de détailler localement, les échanges en volatils et en poussières entre surface et atmosphère.

Pour la première fois, cette étude locale a permis d’identifier l’injection de glace d’eau dans l’atmosphère Sud de Mars, et ce tout au long du printemps. Les mécanismes micro-physiques de ces échanges sont résumés à la Figure 2. Si ces mécanismes ont lieu sur la totalité de la calotte saisonnière Sud, l’atmosphère devrait significativement s’enrichir en eau. Cette prédiction devra être testée prochainement avec la sonde ExoMars TGO dont l’activité scientifique vient de commencer.

Reference:
Andrieu, François and Schmidt, Frédéric and Douté, Sylvain and Chassefière, Eric, Ice state evolution during spring in Richardson crater, Mars, Icarus, sous presse, doi.org/10.1016/j.ic­arus.2018.06.019