Les Mystères des ‘Araignées’ Martiennes : Une Exploration Scientifique
Les ‘araignées’ martiennes sont de petites formations sombres en forme d’araignée, pouvant atteindre jusqu’à 1 km de large. La théorie dominante suggère qu’elles se forment lorsque le soleil printanier éclaire des couches de dioxyde de carbone accumulées durant les mois d’hiver. Grâce à de nouvelles expériences, une équipe de scientifiques de la NASA a réussi, pour la première fois, à reproduire ces processus de formation dans des conditions simulées de température et de pression atmosphérique martiennes.
Illustrations des caractéristiques du ‘Kieffer zoo’ qui pourraient être formées par la dynamique de sublimation du dioxyde de carbone saisonnier sur Mars : (a) ‘araignées’ ‘minces’ dans les dépôts stratifiés du pôle sud ; (b) taches sombres sur une couche de glace de dioxyde de carbone translucide recouvrant un groupe d’ ‘araignées’ ‘grosses’ à ‘Inca City’ martienne ; (c) ‘œufs au plat’ montrant des cercles de poussière sombre entourés d’halos lumineux ; (d) terrain à motifs dans les latitudes polaires sud avec des éventails sombres orientés indiquant la direction du vent ; (e) halos lumineux entourant des dépressions en fromage suisse ; (f) ‘terrain en dentelle’, un type de sol à motifs suggéré comme étant un sol à motifs polygonaux érodé par le gaz de dioxyde de carbone en surface. Crédit image : HiRISE / Laboratoire de propulsion par jet de la NASA / Université de l’Arizona.
Un Mars en Évolution
Actuellement, Mars est une planète dynamique, marquée par des changements de surface malgré son atmosphère ténue et son climat froid. En hiver, une grande partie de l’atmosphère martienne, principalement composée de dioxyde de carbone, se dépose sur la surface sous forme de givre. Au printemps, ce givre sublime, révélant des morphologies uniques, sans équivalent sur Terre.
Parmi ces formations, on trouve des taches sombres, des éventails orientés, des ‘œufs au plat’, des ravins parfois accompagnés de flux sombres et de ‘halos’ lumineux, ainsi que des ‘araignées’ dendritiques, des sillons de sable sur des dunes actives et des tranchées dendritiques en expansion.
Le Zoo de Kieffer
Ces caractéristiques font partie de ce que l’on appelle le ‘zoo de Kieffer’, un ensemble d’expressions de surface décrites pour la première fois en 2003 et supposées être créées par l’effet de serre à l’état solide. Selon le modèle de Kieffer, la lumière du soleil pénètre dans la glace translucide au printemps, piégeant le rayonnement thermique et chauffant le régolithe sous la glace, ce qui entraîne la sublimation de la glace depuis sa base.
Dr. Lauren McKeown du Laboratoire de propulsion par jet de la NASA et ses collègues expliquent : « Ce processus érode les araignées par le biais d’un gaz à haute vitesse qui racle le régolithe sous la glace, tandis que des éventails et des variations de taches se déposent à la surface de la glace, apportés par un nuage de poussière et de gaz. »
Expérimentations en Laboratoire
Les auteurs de l’étude ont réussi à reproduire le cycle complet du modèle de Kieffer en laboratoire, confirmant ainsi la formation de plusieurs types de caractéristiques du zoo de Kieffer. « La partie la plus difficile des expériences était de recréer les conditions trouvées à la surface polaire martienne : une pression atmosphérique extrêmement basse et des températures pouvant descendre jusqu’à moins 185 degrés Celsius, » ont-ils déclaré.
Pour cela, ils ont utilisé une chambre d’essai refroidie à l’azote liquide, le Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments (DUSTIE). « Nous avons refroidi un simulateur de sol martien dans un conteneur immergé dans un bain d’azote liquide, » ont-ils ajouté.
Une fois dans la chambre DUSTIE, la pression de l’air a été réduite pour correspondre à celle de l’hémisphère sud de Mars. Le dioxyde de carbone a ensuite été introduit dans la chambre et a condensé de gaz à glace en trois à cinq heures. « Il a fallu de nombreuses tentatives avant de trouver les conditions idéales pour que la glace devienne suffisamment épaisse et translucide pour que les expériences fonctionnent, » ont-ils expliqué.
Une fois la glace avec les bonnes propriétés obtenue, un chauffage a été placé dans la chambre sous le simulateur pour le réchauffer et fissurer la glace. « Nous étions ravis de voir enfin un nuage de dioxyde de carbone jaillir du simulateur poudreux, » ont-ils conclu.
Un article détaillant ces expériences a été publié dans le Planetary Science Journal.
