Découverte de givre d’eau au sommet des plus hauts volcans martiens

2024-06-10

Une nouvelle étude révèle pour la première fois la présence de glace d’eau sous forme de givre au sommet des volcans martiens près de l’équateur. Cette découverte a été publiée dans un récent article du journal scientifique Nature Geoscience, avec des contributions de chercheurs de l’Observatoire royal de Belgique (ORB) et de l’Institut royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB). 

La présence de givre d’eau a été observée indépendamment par:

  • les instruments CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) et NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) à bord de la sonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de l’Agence spatiale européenne (ESA)
  • la caméra HRSC (High Resolution Stereo Camera) de la mission Mars Express de l’ESA.

Les scientifiques de l’ORB ont analysé les données de l’instrument NOMAD à bord de TGO. NOMAD, dirigé par l’IASB, se compose de trois spectromètres distincts qui observent l’atmosphère et la surface martiennes à différentes longueurs d’onde et dans différents modes d’observation. Plus précisément, le spectromètre LNO (Limb Nadir and Occultation) de NOMAD, conçu à l’origine pour mesurer l’absorption par l’atmosphère martienne de la lumière solaire infrarouge réfléchie par la surface, a détecté une absorption provenant de dépôts de glace au sommet d’Olympus Mons, situé à une altitude de 20 km au-dessus de la région environnante.

Les conditions météorologiques à ces hautes altitudes ont été simulées par les chercheurs de l’ORB afin d’évaluer les observations des satellites dans un cadre théorique cohérent et de mieux identifier la composition de ces dépôts de glace. La modélisation de la circulation de l’air martien au sommet de la caldeira, une vaste dépression au sommet des anciens volcans, a révélé que l’air humide peut effectivement se condenser en givre d’eau au fond de la caldeira pendant la nuit et tôt le matin, comme on peut l’observer sur Terre.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives quant à la dynamique du climat martien, mettant en lumière l’importance des recherches en cours afin d’approfondir notre compréhension du cycle de l’eau sur la planète rouge et pour préparer les futures missions spatiales martiennes ainsi que l’éventuelle exploration humaine.

Frost is observed in the caldera of Olympus Mons on Mars
Cette image grand-angle d’Olympus Mons prise tôt le matin (LST = 7h20, Ls = 346,7°, lat = 18,2°N, long = -133,2°E) par la caméra HRSC de la sonde Mars Express (MEX-HRSC). Elle révèle pour la première fois la présence de givre d’eau au sommet de ce volcan, le plus haut de Mars et de tout le système solaire. © ESA/DLR/FU Berlin

 

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Karolien Lefever
Email : Karolien (dot) Lefever (at) aeronomie (dot) be

Newfound frost atop Olympus Mons
Cette tranche rectangulaire de Mars montre le terrain au sommet du volcan Mont Olympe. On peut voir un terrain ondulé, irrégulier et en escalier, sous différents éclairages. Le côté droit de l'image est teinté de bleu, représentant la glace d'eau récemment découverte.
Crédit : ESA/TGO/CaSSIS, CC-BY-SA 3.0 IGO

 

Cette vue oblique en perspective simulée montre Mont Olympe, le plus haut volcan non seulement de Mars mais aussi de tout le système solaire. Le volcan mesure environ 600 km de diamètre et 20 km au-dessus de la région environnante.

Ces données ont été obtenues par la caméra stéréoscopique à haute résolution embarquée à bord de Mars Express de l'ESA, et l'angle de perspective oblique a ensuite été créé à l'aide d'un modèle numérique d'élévation (MNE). Ces données ont été recueillies dans le cadre de nouvelles recherches qui révèlent pour la première fois la présence de givre aquatique près de l'équateur de Mars (une partie de la planète où l'on pensait qu'il était improbable qu'il y ait du givre). L'échelle verticale est exagérée d'un facteur cinq.

Crédit : ESA/DLR/FU Berlin (A. Valantinas)
Cette image montre du givre sur le fond de la caldeira du volcan Ceraunius Tholus. Le givre est représenté en bleu. Cette couleur bleue est due à la manière dont CaSSIS construit ses images, en utilisant à la fois les canaux du proche infrarouge et du visible - une image dite « NPB », par opposition à une image RVB (rouge-vert-bleu) typique.

Cette image combine les filtres proche infrarouge (N), panchromatique (P) et bleu (B) de l'instrument. Cela permet d'obtenir plus d'informations sur la diversité spectrale d'un élément dans une large gamme de longueurs d'onde invisibles pour l'œil humain.

Crédit : ESA/TGO/CaSSIS, CC-BY-SA 3.0 IGO