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 Le point sur la neige martienne

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Naos
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Masculin Nombre de messages : 2325
Localisation : Liège
Date d'inscription : 09/03/2005

MessageSujet: Le point sur la neige martienne   Jeu 9 Juil - 17:07

ASC/NASA/Space.com -- Il y a presque un an, la découverte de chutes de neige par la station martienne Phoenix a fait l'objet d'un traitement rapide et préliminaire. Tout récemment, une suite d'articles plus documentés vient d'être publiée. Ils indiquent que les cristaux de glace dégringolant des nuages parviennent bien à imprégner le sol, vraisemblablement grâce à un coup de pouce chimique.

Il s'agit en fait d'indications prometteuses pour nous permettre de comprendre la circulation de l'eau, quel que soit son état physique, dans/sur le sol et dans l'air, et sur la manière dont cette eau passe d'un réservoir à l'autre, en fonction des saisons principalement, et grâce à quels mécanismes. En particulier, l'agrandissement et le rétrécissement régulier des calottes polaires pourrait s'en trouver mieux expliqué et décrit.



La calotte polaire boréale sur Mars. Le cercle blanc vers dix heures donne la position de Phoenix. Juste en dessous, on peut remarquer une tempête de poussière ayant survolé le site d'atterrissage au 135ème jour de la mission, sans causer de dommage.


Si le module Phoenix a obtenu pour site d'atterrissage les contrées boréales de Mars, c'est essentiellement parce que la sonde orbitale Mars Odyssey y a découvert de fortes concentrations en eau juste sous le niveau du sol. Il n'y avait dès lors aucune surprise à ce que les caméras de Phoenix nous donnent à voir des plaques de givre à même le sol, une fois la surface déblayée par des pelles motorisées ou les rétrofusées utilisées lors de l'atterrissage. La richesse en glace du sous-sol ne s'avère pas sans effet sur l'aspect que peut prendre la surface elle-même. Le terrain où Phoenix s'est posée semble constitué d'une mosaïque de pièces polygonales (un détail observable depuis l'orbite martienne comme dans les régions arctiques terrestres) séparées par des tranchées peu profondes. Au milieu de chaque polygone, il suffit de retirer quelques centimètre de sable pour trouver le givre blanc et pur. Par contre, au niveau des sillons dessinant les motifs polygonaux, creuser à plus de vingt centimètres est inutile pour trouver de la glace : le sol y est beaucoup plus sec.



Une vue du sol martien, avec le massacre qu'y a opéré la pelle mécanique de la station Phoenix. Les traces blanchâtres visibles dans la deuxième tranchée en partant de la gauche signalent du givre. Laissées quelques jours à l'air libre, ces traces se sont lentement estompées, confirmant leur nature.


La glace ne peut se maintenir dans le sous-sol qu'à condition de s'y trouver en équilibre avec la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère, et à la relative chaleur du Soleil, cet équilibre est rompu en faveur de l'atmosphère et de la vapeur. Le gaz monte en altitude, s'y condense en cristaux de glace pour constituer des nuages semblables à des cirrus avant que le refroidissement accompagnant la tombée de la nuit ne les force à retomber délicatement vers le sol. Le phénomène, remarque le responsable de l'instrumentation météorologique de Phoenix, s'apparente à ce que l'on appelle "poudrin" dans le Grand Nord : " Si on scrute le ciel de nuit dans cette région, on peut voir de fins cristaux de glace tomber doucement vers nous. On peut toujours voir les étoiles dans le ciel, mais c'est comme une faible chute de neige continuelle composée de cristaux de glace." La station météo embarquée sur le module Phoenix a fonctionné à merveille tout au long de la mission, et cet aspect constitue une franche réussite. Les températures, relevées quotidiennement, se répartirent entre un maximum de -19,6 degrés et un minimum de -97,7 degrés. En cela, les conditions ne sont pas si différentes des plateaux déserts de l'Antarctique. Le vent, par contre, se révèle beaucoup plus calme : une quinzaine de km/h de moyenne au début de la mission, avant de grimper à 36 km/h les cinquante derniers jours, quand l'hiver a frappé à la porte. Jamais la vitesse du vent n'a dépassé 58 km/h : voilà une bonne bourrasque, mais on oubliera tout de même le blizzard...



Une vue élargie de l'image précédente. Dans le lointain, on commence à percevoir le découpage du sol en polygones. Dans le coin inférieur gauche, une partie de la station, qui était donc capable de photographier elle-même.


De la glace d'eau dans le sous-sol, aucune surprise là-dedans donc. L'analyse des échantillons réservait d'autres substances inattendues, en revanche. Ainsi les perchlorates, même avec une concentration ne dépassant pas les quelques millièmes, vu leur nette affinité avec l'eau, doivent participer à la captation et le stockage de l'humidité atmosphérique dans le sous-sol. Dans un tout autre registre, les perchlorates constituent une "ressource" dans le sens où ils peuvent intervenir dans la synthèse de carburant chimique ou la production d'oxygène. A plus forte concentration, des sels comme les perchlorates sont susceptibles d'agir tels des antigels, autorisant le maintien de l'eau sous forme de gouttelettes ou de fin films sur les grains de sable, bref sous forme liquide. De cette manière expliquerait-on l'observation de "saletés" arrondies et éphémères sur les pieds de la station Phoenix.

L'intervention de l'eau liquide est de toute manière nécessaire pour justifier la présence de carbonates dans les mêmes échantillons de sol martien, à hauteur de 3 à 5 % selon les analyses (au nombre de trois). Ces carbonates proviennent de réactions entre le dioxyde de carbone, dont l'atmosphère martienne est presque entièrement constituée et les divers composés trouvés dans les roches et le sable de surface. Les réactions en questions ne sont toutefois permises qu'en présence d'eau liquide. Les carbonates constituent au bout du compte une preuve de l'existence d'eau liquide, et plus les sites de carbonates sont fournis, plus les quantités d'eau doivent avoir été importantes et/ou avoir existé longtemps. Mars nous a jusqu'il y a peu placés dans une position délicate, car les traces d'érosion par écoulement liquide abondent, alors que les détections de carbonates demeuraient inexistantes. On sait maintenant que l'eau ayant imbibé la jeune planète Mars était trop acide pour avoir permis la formation de carbonates, qui ont été en quelque sorte remplacés par les sels sulfatés, qu'un véhicule comme Spirit n'a pas manqué d'observer à plusieurs reprises.

Il n'est en réalité pas nécessaire de remonter aux premiers âges de Mars pour s'assurer d'y rencontrer de l'eau liquide. Le climat martien contemporain s'avère plus variable qu'on ne le pensait, ceci sur quelques millions d'années à peine. Dans un passé "récent" (au sens planétologique) les conditions se retrouvaient sans doute réunies pour permettre au gouttes d'eau de perler là où le 25 mai 2008, l'engin Phoenix s'est posé. Et comme les missions Spirit et Opportunity l'ont déjà démontré de longue date, les aréologues ont tout à gagner de pouvoir lire clairement les indices chimiques que l'eau courante a laissé dans son sillage.

--

En annexe, la parenthèse chimique : les perchlorates regroupent d'espèces chimiques contenant toutes le "groupement" perchlorate, soit ClO4 (un atome de chlore et quatre d'oxygène). Ce groupement possède la valence I, ce qui revient à dire qu'il peut établir une seule liaison chimique. C'est également le cas d'un élément comme le sodium, la formule chimique du perchlorate de sodium s'écrira NaClO4. Il en va de même pour les carbonates, sauf que le groupement carbonate (CO3) détient la valence II. L'élément calcium se trouve dans cette situation aussi, et le carbonate de calcium aura pour formule CaCO3. Couramment, on appelle ceci du "calcaire".
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