Les nuages de Mars

Mars a des nuages. Cela pourrait étonner, dans la mesure où les media répètent à tort qu’il n’y a pas d’eau ou très peu d’eau sur Mars, et que l’atmosphère est quasi inexistante. Mais ce sont des propos tout relatifs. L’atmosphère martienne est bel et bien là : en regard de nos 1000 hectopascals (millibars), ses 7 ou 8 hectopascals paraissent insignifiants, mais ils sont suffisants pour porter et échanger de nombreuses molécules gazeuses à travers la planète, engendrer des vents, soulever des poussières et soutenir des nuages, aussi ténus soient-ils. Quant à l’eau, on sait qu’il en existe de grandes quantités sur Mars sous forme de glace, notamment aux deux pôles. Elle contribue une fraction minime, presque « symbolique » à l’atmosphère sous forme de gaz : cette vapeur d’eau représente une infime proportion de l’atmosphère (0,03 % en moyenne, contre 95 % pour le dioxyde de carbone, 2,8 % pour l’azote et 2 % pour l’argon), mais dans une atmosphère aussi raréfiée, c’est suffisant pour atteindre souvent un niveau de saturation et constituer des particules visibles que sont les nuages.

 
Nuages de glace d’eau autour des reliefs martiens, notamment Alba Patera (en haut), Olympus Mons (à gauche) et les volcans et plateaux de Tharsis (au centre). Image de la sonde MGS (NASA)

Des cirrus d’altitude

Vu la faible pression atmosphérique, cette « condensation » est en fait une « solidification » : la vapeur d’eau se transforme en cristaux de glace et non en gouttelettes liquides, en tout cas à l’heure actuelle. Autrefois, il y a quatre milliards d’années, quand l’atmosphère était plus dense, il pleuvait sur Mars.

Des nuages de cristaux de glace, on connaît bien sur Terre : ce sont les cirrus, ces hauts voiles nuageux, souvent en formes de virgules ou d’arêtes de poissons. Sur Mars, on estime qu’ils se forment à environ 60 km d’altitude (contre une dizaine pour les cirrus terrestres). L’atmosphère martienne a beau être raréfiée, elle s’étend loin dans l’espace en raison de la faible gravité.

Comme sur Terre, les nuages aiment se former là où l’eau est abondante, ou là où un obstacle topographique élève l’air humide vers les froides altitudes. C’est notamment le cas sous le vent des grands volcans martiens de l’équateur.

Cristaux de dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone peut lui aussi geler, aux températures les plus basses : aux alentours de -130 °C à -150 °C, selon l’altitude. C’est le cas autour de la calotte polaire dans l’hémisphère où c’est l’hiver : ces nuages de cristaux de CO2, souvent en vagues, encerclent la calotte. Mais cela peut aussi être le cas ailleurs, aux altitudes où de telles températures sont atteintes, au-delà de 80 kilomètres.

Nuages iridescents, photographiés par la sonde Curiosity le 5 mars 2021 (NASA/JPL-Caltech/MSSS)


Nuages irisés et noctulescents

Les nuages de CO2 apportent une touche de beauté et même de couleur dans l’atmosphère martienne. C’est le cas des nuages dits « irisés » parce qu’ils jouent avec la lumière du soleil pour se parer de teintes pastel. Ce phénomène de dispersion lumineuse se déroule lorsque les cristaux sont de taille sensiblement égale, au début de la formation des nuages.

Et comme les nuages de CO2 sont à haute altitude, ils sont souvent encore éclairés par le soleil alors que l’astre du jour s’est déjà couché au niveau du sol. Le crépuscule se pare alors de hauts nuages encore brillants, dits « noctulescents ».

Les futurs Martiens auront de quoi s’émerveiller…

Nuages noctulescents photographiés par Curiosity le 2 mai 2021 (NASA/JPL-Caltech/MSSS/Thomas Appéré)

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