On pense savoir comment se sont formées les araignées de Mars

Sur la planète Mars, il existe des motifs assez étranges en forme d’araignées qu’on ne trouve que dans les régions polaires du sud. Ces formes sombres et ressemblant à des fractales sont appelées des aranéiformes et l’on sait qu’il n’en existe pas sur Terre, ni sur les autres planètes du système solaire.

Récemment, des scientifiques ont pu obtenir des preuves physiques de la manière probable dont ces motifs se forment. Ces preuves soutiennent un modèle très populaire quant à l’origine des aranéiformes, un modèle connu sous le nom d’hypothèse de Kieffer. Cette dernière stipule que les formes étranges présentes sur Mars proviendraient de la sublimation directe du dioxyde de carbone ou CO2. Selon Lauren McKeown, planétologue travaillant à l’Open University, cette dernière étude présente les toutes premières preuves empiriques d’un processus de surface qui modifie le paysage polaire de Mars.

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McKeown a ajouté que l’hypothèse de Kieffer a été bien acceptée par les scientifiques depuis plus d’une décennie. Toutefois, il s’agissait tout simplement d’une théorie. Les expériences qu’ils ont ainsi menées montrent de façon directe que les aranéiformes observées depuis l’orbite résultent de la transformation de la glace sèche solide en gaz.

La théorie derrière le phénomène

La planète Mars et la Terre ont certains points communs, notamment au niveau des variations saisonnières. Cela signifie que sur Mars, il y a également une chute de température au cours de l’automne et de l’hiver, et une hausse au printemps et en été. Pour ce qui est des principales différences, l’atmosphère martienne est bien plus fine, et se compose à 95 % de dioxyde de carbone. Et comme la planète est plus loin du Soleil que la Terre, la température y est plus basse. Ainsi, en hiver, le dioxyde de carbone de l‘atmosphère se met à geler sur le sol, surtout dans les hautes latitudes.

C’est en 2006 et 2007 que le géophysicien Hugh Kieffer et ses collègues ont suggéré qu’au printemps, la glace de CO2 se sublime, c’est-à-dire qu’elle se transforme directement en gaz, alors qu’elle est encore piégée sous une couche de glace de surface. Lorsque le gaz se réchauffe et s’étend, la pression augmente jusqu’à ce que la couche en surface craque et crée une ouverture pour le laisser sortir. C’est lorsque ce gaz se dirige vers l’ouverture qu’il crée un système de canaux par où passent également des débris de matériaux. Le gaz et les matériaux sont éjectés sous forme de jets à haute vitesse. Enfin, lorsque la plaque de glace du dessus fond, cela laisse les aranéiformes.

Testée en laboratoire

Kieffer avait indiqué que le processus hypothétique dont il parle ne ressemble à aucun phénomène observé sur Terre, ni sur Mars. Les scientifiques ont jusqu’ici uniquement analysé les images prises par les orbiteurs. Ainsi, pour essayer de prouver la théorie, McKeown et ses collègues ont mis sur pied une expérience qui essaie de reproduire le phénomène en laboratoire.

Les chercheurs se sont basés sur un phénomène physique dénommé effet Leidenfrost. Lorsqu’une goutte d’eau est placée sur une surface significativement plus chaude que le point de vaporisation de l’eau, la goutte va se mettre à léviter. Donc, dans une chambre spéciale où la pression de l’atmosphère est équivalente à celle de Mars, les scientifiques ont placé une plaque de glace de CO2 avec un petit trou sur une surface couverte de petits grains de verre, une simulation du régolithe.

Au contact de la surface, la glace a commencé à se sublimer, et on pouvait voir le gaz s’échapper par le trou. Après cela, les chercheurs ont enlevé ce qui restait de la plaque de glace de CO2 et ils ont pu observer un système de canaux ressemblant à une araignée au niveau du verre. C’est ainsi la preuve que le processus décrit par Kieffer peut effectivement avoir lieu sur Mars.

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