Mars : un mystère météorologique enfin expliqué
Publié le 21/09/2025
Chaque hiver martien, à proximité du volcan Arsia Mons, un nuage gigantesque apparaît dans le ciel de Mars. Long de quelque 1 800 kilomètres, il se manifeste au petit jour sur le flanc ouest du volcan, se déploie vers l'ouest, puis se dissipe avant la chaleur du jour. C'est un spectacle annuel, récurrent, observé depuis plusieurs années par des orbiteurs de l'Agence spatiale européenne, la NASA, et d'autres missions. Ce « Arsia Mons Elongated Cloud » (AMEC) intrigue les chercheurs par sa régularité, sa taille, et les conditions inhabituellement sévères dans lesquelles il se forme.
Les observations montrent que l'AMEC apparaît aux altitudes de la mésosphère martienne, autour de 40-50 km, et qu'il est associé à une dynamique atmosphérique complexe.
Le mécanisme de formation comprend un vent descendant sur le flanc ouest du volcan qui génère une montée d'air (updraft) provoquée par un « saut hydraulique », c'eest à dire un phénomène où l'écoulement de l'air alterne entre régime laminaire et turbulent, entraînant une forte élévation d'air plus chaud ou moins dense. Ce soulèvement permet une chute rapide de température pouvant atteindre 30 K dans certaines parties de l'atmosphère.
L'explication de ce mystère tient à la microphysique du nuage : pour qu'il se forme, il faut une vapeur d'eau dans l'atmosphère martienne bien plus abondante que ce qu'on croyait possible, jusqu'à atteindre un état de sursaturation. Autrement dit, l'atmosphère contient plus de vapeur d'eau qu'elle ne « devrait » pouvoir en contenir dans les conditions normales, ce qui permet une nucléation homogène, donc la formation de gouttelettes ou de cristaux de glace directement à partir de la vapeur, sans nécessité de noyaux solides tels que des poussières.
Les modèles et simulations confirment que lorsque l'atmosphère est saturée de vapeur d'eau, combinée à ces vents, à la topographie du volcan et aux variations de températures, on peut reproduire la forme, la dynamique et le cycle journalier du nuage (apparition avant le lever du soleil, expansion vers l'ouest, puis disparition au fil de la matinée).
Le nuage géant d'Arsia Mons signe une avancée significative dans la compréhension de l'atmosphère martienne. Non seulement il confirme que Mars n'est pas simplement un désert immobile, mais qu'elle peut, sous certaines conditions saisonnières, générer des phénomènes complexes, dynamiques et humides au moins à l'échelle de l'atmosphère. Ce nuage impose une révision des modèles climatiques martiens pour tenir compte d'états de sursaturation de vapeur d'eau, de la topographie locale, et des effets de vent et température. À terme, ces découvertes pourraient éclairer non seulement Mars, mais aussi d'autres mondes arides ou semi-arides, où l'eau est rare mais joue un rôle crucial dans le climat.