Les données de Hubble et de la sonde MAVEN ont aidé des scientifiques russes et étrangers à découvrir où l'eau de l'atmosphère de Mars disparaît et comment le Soleil est impliqué dans sa disparition. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters.
Ces dernières années, les scientifiques ont trouvé de nombreux indices selon lesquels des rivières, des lacs et des océans entiers d'eau existaient à la surface de Mars dans les temps anciens, contenant presque autant de liquide que notre océan Arctique. D'un autre côté, certains scientifiques planétaires pensent que même dans les temps anciens, Mars pourrait être trop froid pour l'existence permanente des océans, et que son eau pourrait être à l'état liquide uniquement pendant les éruptions volcaniques.
Des observations récentes de Mars avec des télescopes au sol ont montré qu'au cours des 3,7 milliards d'années, Mars a perdu tout un océan d'eau, ce qui suffirait à couvrir toute la surface de la planète rouge avec un océan de 140 mètres d'épaisseur. Là où cette eau a disparu, les scientifiques tentent de le découvrir aujourd'hui.
Aujourd'hui, deux véhicules martiens tentent de résoudre cette énigme à la fois - la sonde américaine MAVEN, qui a atteint l'orbite de Mars il y a cinq ans, et l'appareil russo-européen "ExoMars-TGO", qui étudie l'atmosphère de la planète rouge depuis plus d'un an.
Lorsque le premier vaisseau spatial est arrivé sur la planète, comme l'ont noté Shaposhnikov et ses collègues, il a presque immédiatement découvert plusieurs phénomènes étranges qui ne cadraient pas avec les idées généralement acceptées sur la structure et le comportement de la coquille d'air de Mars.
En particulier, les capteurs MAVEN ont détecté de grandes quantités d'hydrogène et d'autres traces d'eau dans la haute atmosphère de la planète, là où les scientifiques ne s'attendaient pas à les voir, et ont enregistré des changements brusques de leur concentration au début de l'été et de l'hiver. Ce fut également une grande surprise pour les scientifiques planétaires, qui pensaient que l'eau «s'échappe» de Mars à une vitesse uniforme.
Ces deux découvertes ont posé une question aux scientifiques: comment l'eau, qui est présente dans toutes les couches de l'atmosphère de la planète en quantités minimales, pénètre-t-elle dans les couches supérieures de son atmosphère et quels processus peuvent améliorer ou ralentir son afflux?
Le problème est que la couche d'air de Mars est si raréfiée que l'eau qu'elle contient ne peut presque toujours exister que sous la forme de cristaux de glace microscopiques. Malgré leur petite taille, ils seront trop lourds pour que les faibles courants d'air martiens se soulèvent et atteignent une altitude de plus de 60 kilomètres, là où les capteurs MAVEN ont enregistré de grandes quantités d'hydrogène.
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Shaposhnikov et ses collègues ont compris comment cela se produit, attirant l'attention sur le fait que la quantité maximale d'eau dans la haute atmosphère de Mars y est apparue pendant le solstice d'été dans l'hémisphère sud et pendant les tempêtes de poussière. Ils ont lié ce phénomène inhabituel à une caractéristique unique de Mars, non typique de la Terre ou de Vénus, mais rappelant le flux et le reflux de la lune.
Les interactions gravitationnelles entre notre planète et son compagnon, comme l'expliquent les chercheurs, affectent non seulement les océans de la Terre, mais aussi son atmosphère, provoquant la contraction et l'étirement de ses enveloppes d'air à l'approche de la Lune et à distance de celle-ci.
Quelque chose de similaire se produit dans l'atmosphère de Mars, où le principal "conducteur" de tels changements n'est pas Phobos et Deimos, qui sont trop petits pour cela, mais le Soleil, qui "étire" directement les enveloppes d'air de la planète rouge.
Plus Mars s'approche de l'étoile, plus elle agit fort sur son atmosphère, aidant les nuages de cristaux de glace à atteindre de grandes hauteurs dans les régions circumpolaires de la planète, où les courants d'air ascendants se déplacent particulièrement rapidement.
Ce processus est fortement intensifié pendant les tempêtes de poussière, car les particules de poussière aident la lumière du soleil à chauffer plus fortement l'atmosphère de Mars et l'eau - à se condenser et à former de petits cristaux de glace qui peuvent «voler» à des hauteurs plus impressionnantes.
En utilisant ces idées, les scientifiques ont créé un nouveau modèle climatique pour Mars, qui a pris en compte l'influence du Soleil et de la poussière sur le cycle de l'eau dans l'atmosphère. Ils ont testé ses prédictions en utilisant les données de la sonde MRO obtenues en 2007-2009 lors de l'observation d'une puissante tempête de poussière.
