Le nuage allongé d’Arsia Mons est un brin de glace d’eau qui apparaît sous le vent du volcan Arsia Mons de 20 km de haut – le plus au sud d’un trio de volcans boucliers martiens géants connus collectivement sous le nom de Tharsis Montes – au printemps et en été de l’hémisphère sud martien.
Le nuage allongé d’Arsia Mons (AMEC) se forme, s’étire et disparaît en une seule journée martienne, atteignant 1 800 km (1 118 miles) de longueur avant de s’évaporer. Le cycle se répète chaque matin pendant plusieurs mois.
L’orbiteur Mars Express de l’ESA a photographié le nuage pour la première fois en 2018 et l’observe depuis.
Les planétologues l’ont depuis longtemps identifié comme un nuage orographique, un type également observé sur Terre, qui se forme lorsque le vent souffle sur des montagnes ou des volcans.
Mais les simulations informatiques fondées sur cette hypothèse ne pourraient jamais reproduire ce que Mars Express a réellement vu.
« Pour créer l’AMEC dans notre modélisation, nous avons constaté que nous devions inclure une physique exotique… une physique qui, bien qu’incluse dans les manuels scolaires, est traitée comme théorique et généralement considérée comme inexistante dans la nature », a déclaré l’auteur principal, le Dr Jorge Hernández-Bernal, chercheur à Sorbonne Université et au CNRS.
« Cela n’a certainement pas été vu en action auparavant. »
« Une fois que nous avons inclus cette physique dans nos simulations, l’AMEC a émergé exactement comme nous l’espérions. »
Sur Terre, les nuages se forment généralement par nucléation hétérogène. La vapeur d’eau se condense sur de minuscules particules telles que la poussière, le sel, le pollen ou la suie.
Les scientifiques pensaient que le même processus, utilisant de la poussière, se déroulait sur Mars.
« Pour l’AMEC, il semble que la formation des nuages se produise sans avoir besoin de ces ‘trucs' », a déclaré le Dr Hernández-Bernal.
« La vapeur d’eau se transforme directement en particules de nuages glacés sans aucune étape intermédiaire. »
« Cela ressemble à des gouttelettes de condensation apparaissant au milieu d’une pièce plutôt que sur une fenêtre. »
« Nous appelons cela une nucléation homogène, et nous ne l’avons jamais vu auparavant dans une atmosphère planétaire. C’est totalement inattendu. »
Les théoriciens avaient suggéré que cela pourrait se produire dans les hautes atmosphères de la Terre et de Vénus, mais cela n’a jamais été confirmé.
Le processus nécessite une sursaturation extrême, avec une humidité relative plus de 100 000 fois supérieure à celle que nous connaissons normalement sur Terre.
Les simulations de l’équipe suggèrent qu’Arsia Mons peut offrir de telles conditions.
Lorsque le vent frappe le volcan, sa masse génère une puissante vague qui soulève des poches d’air humide de plusieurs kilomètres vers le haut en quelques minutes.
L’air se refroidit rapidement, les températures chutent d’environ 30 degrés en seulement 10 minutes et l’humidité augmente.
La vapeur d’eau gèle alors spontanément dans les particules de glace du nuage.
« Nous n’avons jamais observé de telles conditions sur Mars auparavant, mais nos découvertes suggèrent fortement que l’humidité de la planète peut effectivement atteindre ces niveaux extrêmes », a déclaré le Dr Hernández-Bernal.
Les travaux de l’équipe paraissent aujourd’hui dans la revue Géosciences naturelles.
