Une saison des poussières sur Mars plus turbulente que prévu

Mars possède une basse atmosphère encline à la turbulence. Sa fine atmosphère, généralement dépourvue de nuages, et la faible inertie thermique de sa surface favorisent de forts gradients de température proche de la surface, qui entraînent l’apparition de turbulence convective.

Une équipe de planétologues du Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) ont récemment pu investiguer la turbulence atmosphérique martienne sur plus d’une année grâce aux données de la mission InSight.1 Ils observent en particulier des chutes de pression soudaines qui indiquent le passage d’un tourbillon dans l’environnement d’InSight. Leur suivi permet de mettre en lumière une saison particulièrement turbulente en automne/hiver (au moment de la « saison des poussières ») avec à la fois une augmentation du nombre de tourbillons de jour et l’apparition de tourbillons nocturnes.

Ils étudient aussi les turbulences dites « locale » et « non locale ». La turbulence ‘non locale’ est due à des phénomènes atmosphériques de l’ordre du kilomètre ou plus qui sont déplacés par les vents d’environnement et détectés par le senseur de pression. Il s’agit généralement de cellules de convection créées en journée par le réchauffement de la surface et de l’air juste au-dessus qui tend alors à monter (voir Figure 1). La turbulence ‘non locale’ est ainsi la plus forte autour de 12-13h. Elle ne montre qu’une variation saisonnière modérée. La turbulence ‘locale’, à l’opposé, donne des résultats remarquables et beaucoup plus inattendu. Les chercheurs observent l’existence de turbulence locale forte durant la nuit en automne/hiver, ce qui est exceptionnel comparé aux nuits habituellement ultra stables sur Mars (dues au refroidissement radiatif extrêmement efficace qui inhibe toute convection). Ils mettent également en avant une forte évolution saisonnière de la turbulence locale de jour, avec une turbulence importante et régulière au printemps/été, un épisode extrêmement variable (et lié aux vents d’environnement) fin automne/début hiver et entre, deux saisons de très faible turbulence locale.

Après l’analyse des mesures de la mission InSight sur Mars, l’étude conclue que la saison des poussières sur Mars conduit à la formation accrue de tourbillons et de mouvements turbulents dans l’atmosphère, de jour comme de nuit. Ceci aura certainement des répercussions majeures sur la dynamique des tempêtes de poussière et les processus éoliens sur Mars.

• 1La station météorologique à bord de l’atterrisseur InSight sur Mars réalise depuis 3 ans un suivi inédit de la variabilité de l’atmosphère proche de la surface. Cette mission a pour principal objectif l’étude sismique de Mars, qui requiert la présence d’une station météorologique de pointe pour prendre en compte les effets atmosphériques dans l’analyse des données sismiques. L’enregistrement de données météorologiques est réalisé à haute fréquence, grande précision et en continu sur plus d’une année martienne.