MAVEN confirme le rôle de la pulvérisation cathodique dans la perte de l’atmosphère martienne
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Paris – 8 mai 2024 – La sonde MAVEN de la NASA a confirmé le rôle crucial de la pulvérisation cathodique, un phénomène causé par le vent solaire, dans la disparition progressive de l’atmosphère martienne. Cette découverte, basée sur près d’une décennie d’observations, répond à la question du pourquoi et du comment Mars a perdu son atmosphère, exposant son sol aux radiations solaires. Pour en savoir plus sur les implications de cette découverte, lisez la suite.
MAVEN de la NASA confirme une théorie sur la perte d’atmosphère de mars : des “boulets de canon” solaires en cause
Après près d’une décennie en orbite, la sonde MAVEN de la NASA a observé directement le processus soupçonné depuis longtemps d’être responsable du dépouillement de l’atmosphère martienne.
Le mystère de l’atmosphère disparue de Mars
Mars, aujourd’hui un désert froid et presque sans air, porte les marques indéniables d’un passé plus humide. Des vallées fluviales anciennes, des lits de lacs et des minéraux formés en présence d’eau suggèrent des lacs de longue durée, voire des mers peu profondes, qui coulaient autrefois à la surface de Mars. Pour que l’eau liquide persiste, Mars aurait eu besoin d’une atmosphère beaucoup plus dense pour piéger la chaleur et maintenir une pression de surface plus élevée. comprendre quand et comment cette atmosphère a disparu est essentiel pour reconstituer l’évolution du climat martien et déterminer combien de temps la planète est restée habitable.
Le vent solaire : un voleur d’atmosphère
Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont accumulé des preuves que le vent solaire – le flux constant de particules ionisées émises par le soleil – et le rayonnement ont dépouillé une grande partie de l’atmosphère martienne. Parmi les mécanismes les plus importants derrière cette érosion figure un processus appelé pulvérisation cathodique,où des particules de haute énergie provenant du vent solaire entrent en collision avec la haute atmosphère de la planète. Ces collisions transfèrent suffisamment d’énergie aux atomes neutres pour les libérer de l’attraction gravitationnelle de la planète, les projetant dans l’espace.
C’est comme faire un boulet de canon dans une piscine, explique Shannon Curry, chercheuse principale de la mission MAVEN à l’Université du Colorado à Boulder, qui a dirigé la nouvelle étude.
Le boulet de canon, dans ce cas, ce sont les ions lourds qui s’écrasent très rapidement dans l’atmosphère et qui éclaboussent les atomes et les molécules neutres.
MAVEN observe la pulvérisation cathodique en action
Bien que la pulvérisation cathodique ait longtemps été soupçonnée d’être un acteur clé dans l’évolution du climat martien, c’est la première fois que le processus est observé directement. En utilisant neuf années de données de la sonde MAVEN, Curry et ses collègues ont capturé la pulvérisation cathodique actuelle sur Mars.
L’argon : un traceur atmosphérique
En combinant les données de trois des instruments de MAVEN, les chercheurs ont créé une carte détaillée de l’argon, un gaz noble, dans la haute atmosphère martienne. L’argon est un traceur idéal pour ce type d’échappement atmosphérique car il est chimiquement inerte, lourd et résistant à la charge. Cela le rend peu susceptible d’interagir avec d’autres processus atmosphériques, ce qui signifie que toute perte importante d’argon sert de traceur clair de la pulvérisation cathodique.
MAVEN a détecté les concentrations d’argon les plus élevées aux altitudes où les particules du vent solaire entrent en collision avec l’atmosphère martienne.Sa présence était beaucoup plus élevée que là où les scientifiques s’attendraient à ce qu’il se déplace naturellement sous la gravité de la planète, de sorte que les résultats fournissent une preuve directe que la pulvérisation cathodique soulève et élimine activement les molécules de Mars.
Un processus plus rapide que prévu
Les données de MAVEN ont également révélé que ce processus se produit à un rythme quatre fois plus élevé que ce qui avait été prédit par les modèles. Il est devenu plus prononcé lors des tempêtes solaires, offrant potentiellement un aperçu de l’intensité du processus au début de l’histoire de Mars, lorsque la planète était plus vulnérable à l’énergie du soleil.
Les scientifiques soupçonnent que ce processus était particulièrement intense il y a des milliards d’années,lorsque le soleil était plus actif et que Mars avait déjà perdu son champ magnétique protecteur. Sans ce bouclier magnétique, l’atmosphère martienne a été laissée vulnérable à toute la force du vent solaire, accélérant son érosion et poussant la planète au-delà d’un point de bascule où l’eau liquide ne pouvait plus persister.
Ces résultats établissent le rôle de la pulvérisation cathodique dans la perte de l’atmosphère de Mars et dans la détermination de l’histoire de l’eau sur Mars.
shannon Curry
Le futur de la recherche sur Mars
Pour déterminer si la pulvérisation cathodique a été le principal moteur du changement climatique à long terme de Mars,les scientifiques devront examiner des milliards d’années dans le passé à l’aide de modèles,de données isotopiques et d’anciens indices climatiques. Ce n’est qu’alors qu’ils pourront juger si la pulvérisation cathodique a simplement effleuré les bords de l’atmosphère martienne – ou l’a dépouillée à nu.
