Mars est une planète active. Grâce aux images à haute résolution spatiale, de nombreux processus ont été observés en activité.
Dans les zones polaires, de mystérieuses tâches sombres apparaissent et disparaissent saisonnièrement. Elles sont probablement liées à des jets de gaz froids. Malheureusement, ces jets n’ont pour l’instant jamais pu être observés en activité.
Ce processus semble être associé à la présence de glace de CO2 qui se sublime par 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 peuvent, de part 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.
Preuves spectroscopiques de la présence de glace transparente
La présente étude 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, cette étude établit 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.
Seule 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 dans la figure ci-dessous :
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 la mise en service scientifique vient de commencer.
Collaborations
Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA, Observatoire de Paris - PSL / CNRS / Sorbonne Université / Université Paris-Diderot), du Laboratoire Geosciences Paris Sud (GEOPS, Université Paris-Sud / CNRS ) et l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (IPAG, LAOG / LPG)
Référence
Andrieu, François and Schmidt, Frédéric and Douté, Sylvain and Chassefière, Eric Ice state evolution during spring in Richardson crater, Mars, Icarus, 2018. doi:10.1016/j.icarus.2018.06.019