Mars est une planète étrange.
Il est prouvé que la planète rouge a autrefois accueilli une atmosphère épaisse et de vastes océans. Cependant, à un moment de son évolution, la planète a semblé fuir la majorité de ses gaz atmosphériques dans l'espace, et ses océans se sont évaporés (ou ont gelé puis sublimés, selon la vitesse à laquelle la pression atmosphérique s'est perdue). Il existe plusieurs théories sur la façon dont l'atmosphère martienne a perdu 1% de celle de la Terre, y compris la lente érosion par les particules du vent solaire et un impact soudain et catastrophique d'astéroïdes, projetant l'atmosphère dans l'espace.
Les scientifiques planétaires savent depuis longtemps que le champ magnétique martien est très faible et a donc peu de force de protection contre le vent solaire continu. Grâce à l'analyse des données du satellite retraité de la NASA Mars Global Surveyor (MGS), un nouvel aperçu a été obtenu.
Loin d'être bénin cependant, ce faible champ magnétique crustal peut en fait avoir un effet néfaste sur l'atmosphère, capturant des particules atmosphériques dans des "bulles" magnétiques (alias plasmoïdes) sur un millier de kilomètres de large, avant d'être soufflé en-masse dans l'espace…
L'érosion de l'atmosphère martienne par le vent solaire a longtemps été suspectée d'être le principal mécanisme à l'origine de la perte d'air martien. Bien que l'air de Mars soit significativement différent du nôtre (l'atmosphère martienne est principalement CO2(alors que l'atmosphère terrestre a un mélange respirant azote-oxygène), elle était autrefois considérée comme beaucoup plus dense qu'aujourd'hui.
Alors où est passée l'atmosphère? Comme la magnétosphère martienne est assez insignifiante (les scientifiques pensent que le champ magnétique mondial a peut-être été beaucoup plus fort dans le passé et peut-être endommagé par un impact d'astéroïde), il n'y a pas grand-chose à faire dévier les ions énergétiques du vent solaire de l'interaction avec l'atmosphère en dessous. Sur Terre, nous avons une très forte magnétosphère agissant comme un champ de force invisible, empêchant les particules chargées de pénétrer dans notre atmosphère. Mars n'a pas ce luxe.
Au cours de la mission Mars Global Surveyor, lancée en 1996 (se terminant en 2006), le satellite a détecté un champ magnétique très irrégulier provenant de la croûte martienne, principalement dans l'hémisphère sud. La pensée naturelle serait que, bien que faible, ce champ fragmenté pourrait fournir une protection limitée pour l'atmosphère. Selon de nouvelles recherches utilisant d'anciennes données MGS, ce n'est probablement pas le cas; le champ magnétique crustal peut contribuer, voire accélérer, la perte d'air.
À mesure que le champ magnétique crustal irrégulier jaillit de la surface martienne, il crée des «parapluies» de flux magnétique, piégeant les particules atmosphériques chargées. Des dizaines de parapluies magnétiques couvrent jusqu'à 40% de Mars (principalement concentrés dans le sud), dépassant l'atmosphère. Ces structures magnétiques sont donc ouvertes aux attaques du vent solaire.
“Les parapluies sont où des morceaux d'air cohérents sont arrachés», A déclaré David Brain de UC Berkeley, qui a présenté ses recherches MGS lors de l'atelier de 2008 sur le plasma à Huntsville le 27 octobre.
Bien que cela puisse sembler dramatique, il est possible que ce processus ait été observé sur Mars pour la première fois. Les parapluies magnétiques atteignent l'atmosphère et ressentent la pression dynamique du vent solaire. Ce qui se passe ensuite est un mécanisme bien connu dans le domaine de la magnétohydrodynamique (MHD): reconnexion.
Comme les parapluies crustaux entrent en contact avec le champ magnétique interplanétaire (FMI) transporté par le vent solaire, il y a un risque de reconnexion. Selon David Brain, le MGS a traversé une telle région de reconnexion pendant l'une de ses orbites. "Les champs réunis se sont enroulés autour d'un paquet de gaz au sommet de l'atmosphère martienne, formant une capsule magnétique de mille kilomètres de large avec de l'air ionisé emprisonné à l'intérieur," il a dit. "La pression du vent solaire a fait «pincer» la capsule et elle a explosé, emportant avec elle sa cargaison d'air..”
Depuis ce premier résultat, Brain a trouvé une douzaine de «bulles» magnétiques portant des morceaux de l'ionosphère martienne avec eux. Ces bulles sont appelées «plasmoïdes» car elles contiennent des particules chargées ou du plasma.
Brain tient à souligner que ces résultats sont loin d'être concluants. Par exemple, le MGS n'était équipé que pour détecter une particule chargée, l'électron; les ions ont des caractéristiques différentes et peuvent donc être affectés différemment. De plus, le satellite a pris des mesures à une altitude constante à la même heure locale de la journée. Plus de données à différents moments et différentes altitudes sont nécessaires.
Une telle mission de la NASA qui pourrait être en mesure d'aider à la chasse aux plasmoïdes est la Atmosphère de Mars et évolution volatile satellite (MAVEN), dont le lancement est prévu en 2013. MAVEN analysera l'atmosphère martienne pour étudier spécifiquement l'érosion par le vent solaire, en détectant les électrons et les ions; mesurer non seulement le champ magnétique, mais aussi le champ électrique. L'orbite elliptique de MAVEN permettra également à la sonde d'étudier différentes altitudes à différents moments.
Nous attendons donc MAVEN pour prouver ou réfuter la théorie des plasmoïdes de Brain. Quoi qu'il en soit, ce sont des preuves alléchantes montrant un mécanisme plutôt inattendu qui pourrait, littéralement, déchirer l'atmosphère de Mars dans l'espace…
Source: NASA
