Les tourbillons de poussière martiens peuvent être détectés à l'aide de données sismiques

Les tourbillons de poussière martiens peuvent être détectés à l'aide de données sismiques

Au cours des expériences sur le fond asséché du lac California, les sismologues ont pu détecter des tourbillons de poussière traversant une surface stérile. Ainsi, le signal sismique de ces phénomènes atmosphériques minuscules a été capturé pour la première fois.

À présent, les chercheurs, dont les travaux ont été publiés dans la revue Bulletin de la Société sismologique d’Amérique, s’attendent à suivre les signaux sismiques de minuscules tornades sur Mars.

Les tornades de poussière sont assez courantes sur Terre; ils apparaissent dans les plaines ouvertes et les déserts, et semblent avoir une vie propre. Étant nés sur une mince couche chauffée de la Terre, de minuscules tourbillons d’air se précipitent vers des couches plus froides, créant l’impression d’une mini-tornade. Ces tourbillons peuvent capter la poussière et d’autres petites particules hautes dans l’atmosphère.

Les tourbillons de poussière sont impressionnants sur Terre, mais le roi incontesté de ces formations est Mars. La planète rouge forme constamment des processus éoliens et des tourbillons de poussière sont fréquents dans de nombreuses régions. Des études récentes ont montré que les tourbillons de poussière martiens, qui peuvent atteindre plusieurs kilomètres d'altitude, jouent un rôle clé dans le transport atmosphérique de petites particules de poussière de la surface dans l'atmosphère. Ce «cycle de poussière» peut jouer un rôle clé dans le climat mondial de la planète. En outre, ces vortex modifient l'albédo (réflectivité) de la surface martienne, modifiant l'effet du chauffage solaire de la surface de Mars, affectant ainsi la température de l'atmosphère.

Nettoyeurs fantômes

Les missions passées et actuelles de Mars connaissent très bien ces phénomènes fantomatiques. Le robot rover Spirit de la NASA remarquait souvent des tornades de poussière dans son champ de recherche scientifique situé dans le cratère de Gusev jusqu'à la perte de la connexion avec la mission en 2010.

Les tourbillons de poussière martiens peuvent être détectés à l'aide de données sismiques

Le 15 mai 2005, Masrokhod Spirit de la NASA a créé cette série de tourbillons de poussière sur le cratère de Gusev. Une colonne de poussière avait un diamètre d’environ 34 mètres (112 pieds).

L'autre rover, Opportunity, situé dans la zone appelée «Meridiani Planum» doit sa mission de longue durée au tourbillon de poussière: il élimine périodiquement la poussière de ses panneaux solaires.

La sonde spatiale Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, en orbite autour de Mars, les connaît également très bien. Un essaim de tourbillons de poussière forme des canaux sombres sur les claires plaines de Mars. Parfois, ces tornades éclipsent ces plaines de boue poussiéreuse.

"Sur Terre, les tourbillons de poussière ne causent que des désagréments mineurs et constituent un phénomène météorologique curieux", a déclaré Ralph Lorenz de l'Université John Hopkins à Baltimore, dans le Maryland. "Sur Mars, ce sont les principales sources de poussière, qui jouent un rôle clé dans le climat, ainsi que dans le fonctionnement des batteries solaires des rovers."

Les tourbillons de poussière martiens peuvent être détectés à l'aide de données sismiques

Deux photos de la même région, prises avec une différence de 4 ans. Les lignes sombres sont des traces de tourbillons de poussière.

Nous savons donc que le vent martien est capable de produire certaines des plus impressionnantes tornades de poussière du système solaire. Mais au final, c'est un événement aléatoire.

Carte sismique

Il se trouve que la NASA lance son prochain rover, appelé InSight, l’année prochaine. InSight atterrira sur Mars pour nous aider à brosser un tableau plus complet de ce qui se trouve sous la couche de régolithe. Le véhicule de descente utilisera une perceuse pour prélever des échantillons sur une couche de sol et nous présentera les premiers tests du monde extraterrestre, pris à une profondeur de 5 mètres. Il aura également un sismographe pour étudier le mouvement à l'intérieur de la planète. Bien que l'on pense que la planète rouge est mort tectoniquement, des tremblements de terre martiens se produisent, et ce sera notre première occasion de les explorer de manière approfondie.

Ainsi, InSight peut devenir un détecteur de tornades de poussière.

Au cours de l’étude des tornades de poussière sur la Terre, Lorenz et ses collègues ont placé un sismographe près du complexe des communications lointaines dans l’espace, Goldstone, en Californie. C'est une région éloignée, qui est loin de l'activité humaine. À proximité du sismographe, les chercheurs ont également installé 8 capteurs de pression atmosphérique afin qu’ils puissent corréler les moindres changements de pression à un signal sismique. Lorsqu'un tourbillon de poussière est formé, il crée une mini zone de basse pression au-dessus du sol - une surface chaude provoque la montée et la rotation de l'air. Comme une patineuse artistique qui tend les bras et tourne sur elle-même, la rotation de l'air forme un tourbillon. Ainsi, ce vortex peut être détecté par les capteurs comme une «poussée» de basse pression tournant autour de la surface.

En combinant ce capteur de pression à un sismographe, les chercheurs ont pu détecter 2 sources de basse pression différentes à 10 minutes d’intervalle. Ils ont également enregistré les vibrations sismiques, lorsque la surface était sous l'influence d'une région à basse pression formée par des tourbillons de poussière.

Les tourbillons de poussière martiens peuvent être détectés à l'aide de données sismiques

Cette image montre des traces de tourbillons de poussière dans la région de Thyles Rupes sur Mars.

Il s'avère que les tourbillons de poussière, qui ne mesurent que 10 mètres de diamètre, peuvent provoquer une chute de pression équivalente au mouvement d'une voiture à la surface de la Terre.

Les chercheurs comparent maintenant les pertes de charge causées par les tourbillons de poussière et leur activité sismique sur Terre. Ils espèrent que les signaux sismiques détectés par InSight aideront à identifier le passage des tourbillons de poussière martiens.

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