LES TEMPETES DE POUSSIERES SUR MARS
La planète Mars est connue depuis longtemps pour produire régulièrement des "tempêtes de poussières", ou tempêtes de sable. Mars étant presque entièrement recouverte de sable rougeâtre, si le vent est assez fort il peut soulever ce sable, créant ainsi de véritables nuages de poussières, très différents des nuages blancs composés de vapeur d'eau que l'on observe le plus souvent. C'est lorsque Mars est proche du Soleil que l'on a le plus de chances d'assister au déclenchement de tempêtes, la "chaleur" (toute relative !) entrainant des vents plus forts. Mais, il est également courant d'en voir en période d'équinoxe, sur les bords de la calotte de l'hémisphère qui sort, ou s'apprête à sortir, de son hiver. De manière vraisemblable, il s'agirait d'un effet de contraste thermique à la lisière de la calotte polaire. De nombreux nuages de sable on été ainsi détectés au-dessus ou sur les bords de la calotte polaire nord durant l'hiver et le printemps 2002 par la sonde Mars global surveyor (de très belles images prises par la MOC (Mars orbiter camera) sont disponibles sur le site de la MOC), mais aussi à l'automne 1996 par le télescope spatial Hubble (voir le site de Jim Bell).
Un excellent - et impressionant - exemple de tempêtes de sable a été observé en 2001 sur Mars. L'évènement, qui a pris la forme d'une succession de plusieurs grosses tempêtes régionales affectant rapidement la planète entière ou presque (seul la partie la plus "haute" de l'hémisphère nord est sans doute restée en-dehors du phénomène), a surpris tout le monde. En effet, ces tempêtes se sont déclenchées dans une saison qui a priori n'appelle pas de telles manifestations atmosphériques, à savoir l'équinoxe de printemps dans l'hémisphère sud martien (180° Ls). D'habitude c'est une saison plus tard (au début de l'été austral) ou dans la deuxième moitié du printemps au plus tôt, que l'on peut espérer assister à ces tempêtes. Pourtant, le phénomène a commencé dès le 24 juin 2001, soit seulement une semaine après l'équinoxe ! C'est ce jour-là que les amateurs japonais ont signalé la présence d'un "filet" de poussière traversant Hesperia (au nord-est du bassin de Hellas). Le 25, c'est autour de Hellas justement de présenter un vaste nuage de sable. Le 26 juin la tempête commence à déborder Hellas, et remonte vers Syrtis Major au nord, et Mare Cimmerium au nord-est (comme le montre l'image de Hubble prise ce jour-là). Les jours suivants la tempête s'étend très rapidement vers l'est et le nord-est. Les 28 et 29 juin, au moment où la zone devient visible depuis l'Europe, toute la région située au sud et à l'est de Syrtis Major est complètement masquée. Le phénomène serait resté localisé à une seule moitié d'hémisphère si dans les tous premiers jours de juillet un deuxième foyer ne s'était déclaré de l'autre côté de la planète. Dès le 30 juin de petits nuages de sables sont visibles du côté de Valles Marineris. Les 4 et 5 juillet, deux nuages se développent, l'un dans Solis Lacus et l'autre dans Daedalia, et construisent rapidement un deuxième front très actif, qui produira plusieurs tempêtes dans les semaines suivantes. Dans la deuxième moitié du mois de juillet la planète est méconnaissable, presque complètement voilée.
LES CHANGEMENTS DANS LA TOPOGRAPHIE
Les tempêtes de sable peuvent apporter de profonds changement dans la topographie martienne des régions sombres, soit en recouvrant de sable des régions auparavant sombres, soit au contraire en dégageant le sable recouvrant un sous-sol plus sombre. A l'automne 2001, au moment où le sable se redépose à la surface et où l'atmosphère redevient transparente, on découvre de profonds changements. Tout l'hémisphère sud a été bouleversé, en particulier dans Solis Lacus et tout le coin du bassin de Hellas.
Sur le dessin ci-dessus on observe un des principaux changements dans la topographie de Mars survenus lors des tempêtes de sable qui se sont succédées à l'est de Solis lacus en juillet 2001. La région de Daedalia, qui borde au nord Mare Sirenum, est habituellement rose. Mais de temps en temps les vents dégagent le sable qui la recouvre, comme cela a déjà été le cas en 1973. Daedalia a été bien visible en noir dès les premiers jours de la tempête de début juillet, et apparaît extrêmement sombre et contrastée sur ce dessin du 21 juillet 2001, alors que le Mont Olympe voit son sommet souligné aussi ; mais par simple effet de contraste avec les nuages de poussières plus clairs qui entourent son sommet.
LE BASSIN DE HELLAS A TRAVERS LES DIFFERENTS STADES DES TEMPETES
On peut suivre l'évolution d'un tel phénomène en comparant l'aspect d'une région clé de Mars, Hellas. Hellas est le plus grand bassin d'impact de Mars, profond de plusieurs milliers de kilomètres par rapport au niveau zéro moyen, et une des régions les plus intéressantes de la planète. C'est là que la première tempête s'est déclenchée, on l'a vu, et c'est une des régions de Mars qui ont le plus changé.
30 MAI Un petit mois avant la tempête, Hellas apparaît "normal" pour la saison, un peu terne.
2 JUILLET Une semaine après son déclenchement, la tempête de poussières a débordé largement le bassin et recouvre tout le sud-est de l'hémisphère observé.
6 JUILLET Malgré une très mauvaise qualité d'image, qui ne permet plus de différencier (au niveau des couleurs) le nuage de poussières des régions non affectées, on constate que toutes les régions au sud et au sud-est de Syrtis Major sont complètement invisibles.
11 SEPTEMBRE Alors que le sable contenu dans l'atmosphère commence à se redéposer, le bassin de Hellas (en bas à gauche) apparaît d'une teinte plus claire : il est complètement rempli par des nuages de poussières.
18 OCTOBRE Hellas apparaît toujours plus clair que le reste de la planète. Mais cette fois il ne s'agit pas de nuages de sable : cette teinte est apportée par un vaste dépôt de poussières sur le fond du bassin.
26 NOVEMBRE Malgré un petit diamètre apparent, une très bonne qualité d'image offre une vue assez détaillée de la région : Hellas, toujours clair, est entouré d'un "anneau" de régions plus sombres, ce qui n'était pas le cas avant la tempête.
COMMENT REPERER UNE TEMPETE DE SABLE ?
Si le nuage de sable a atteint une taille assez importante, il est normalement possible de le différencier des nuages de vapeur d'eau en raison de sa couleur, généralement qualifiée de "jaune" mais qui peut aussi être du même rose que la planète, mais en plus clair. Toutefois, il vaut mieux le vérifier par l'utilisation de filtres colorés, a fortiori si le phénomène observé est de taille très restreinte.
On dit très souvent qu'un filtre jaune (W12) est le mieux à même de révéler une tempête de sable, en rendant cette dernière "brillante". En fait, si l'on observe Mars avec un tel filtre, on se rend compte rapidement que tout apparaît "brillant" ! En réalité le filtre crucial pour détecter le phénomène est un filtre ROUGE (W23A ou W25A, plus foncé). C'est dans cette longueur d'onde que le nuage apparaît le plus clair par rapport au reste de la planète. Pour dissocier un nuage de sable d'un nuage blanc de vapeur d'eau, il faut savoir que leurs comportements respectifs vus à travers un filtre bleu, puis un filtre rouge, sont opposés : très brillant avec un filtre bleu, le nuage blanc disparaît totalement (sauf les plus épais) observé dans le rouge. La tempête de sable elle reste visible quel que soit le filtre utilisé mais elle est nettement plus claire dans le rouge. Enfin un dernier critère est à prendre en compte : si des régions habituellement sombres sont anormalement invisibles, même à l'aide d'un filtre rouge (qui habituellement renforce le contraste des tâches sombres), il est très probable qu'elles soient masquées par un nuage de poussières.
OU ET QUAND ?
La saison martienne durant laquelle se déclenchent le plus souvent de tels phénomènes est, on l'a évoqué, le début de l'été austral, ce qui n'exclu absolument pas des surprises de taille comme celle à laquelle on a assisté en 2001 ! Un deuxième "pic" de probabilité a été mis en évidence au début de l'été boréal, alors même que la planète se trouve encore très près de son aphélie. On a ainsi observé plusieurs tempêtes significatives lors de l'opposition aphélique de 1984. Enfin, ne pas perdre de vue que de petits nuages de sable localisés peuvent se former durant toute l'année martienne (on en repère de nombreux sur les images de Hubble).
Les tempêtes peuvent survenir à peu près n'importe où sur le globe martien, mais il existe toutefois des régions de "prédilection" pour les voir apparaître. Le bassin de Hellas, Solis planum, Noachis (au sud de Sinus Sabeus), Isidis planitia (juste en bordure est de Syrtis Major) sont les régions les plus importantes de ce point de vue.