Formation des dunes martiennes et climat martien dans la zone d’exploration du rover Zhurong. Crédit : NAOC
En utilisant les données du rover Zhurong, des chercheurs ont découvert un changement climatique majeur sur Mars il y a environ 400 000 ans, marqué par une modification importante de la direction des vents dominants de la planète. Cette étude révolutionnaire, liée à la fin de la dernière période glaciaire martienne, permet d’approfondir notre compréhension de l’histoire du climat martien et de mieux appréhender l’évolution planétaire.
L’analyse détaillée des données obtenues par le rover Zhurong sur des dunes situées dans le sud de la plaine utopique de Mars suggère que la planète a subi un changement climatique majeur qui s’est accompagné d’une modification des vents dominants. Ce changement s’est probablement produit il y a environ 400 000 ans, ce qui coïncide avec la fin de la dernière période glaciaire sur Mars.
Des chercheurs des Observatoires astronomiques nationaux, de l’Institut de géologie et de géophysique et de l’Institut de recherche sur le plateau tibétain de l’Académie chinoise des sciences, en collaboration avec des collègues de l’Université Brown, ont évalué la structure de la surface et la composition chimique des dunes martiennes afin de déterminer l’âge des structures de sable et la direction des vents dominants à différents endroits près du site d’atterrissage du rover Zhurong.
L’équipe a constaté que la direction des vents dominants dans le sud de la plaine d’Utopie s’est déplacée de près de 70° du nord-est au nord-ouest, érodant les dunes en forme de croissant formées pendant la dernière période glaciaire en crêtes sombres et longitudinales après la dernière période glaciaire martienne.
L’étude a été publiée dans la revue Nature le 5 juillet 2023.
« L’exploration et la recherche sur l’évolution du climat de Mars suscitent une grande inquiétude depuis longtemps. Mars est la planète la plus similaire à la Terre dans le système solaire. La compréhension des processus climatiques martiens promet de révéler des détails sur l’évolution et l’histoire de la Terre et d’autres planètes de notre système solaire », a déclaré le professeur Chunlai Li des Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC), principal investigateur de l’étude.
Des recherches antérieures ont suggéré que le climat martien a changé au fil du temps, mais l’impossibilité de mesurer directement et d’échantillonner des formations géologiques sur Mars a limité la capacité des scientifiques à valider et à mieux caractériser les processus climatiques de la planète. L’équipe de Li a utilisé des caméras orbitales à haute résolution et les caméras de terrain et multispectrales du rover Zhurong, des analyseurs de la composition de la surface et des instruments de mesure météorologiques pour obtenir enfin des données in situ directement à partir de la surface martienne.
L’équipe de recherche a estimé qu’un changement dans l’angle de l’axe de rotation de Mars a provoqué la sortie de la planète de sa dernière période glaciaire. Les effets de ce changement ont été saisis par la morphologie, l’orientation, les propriétés physiques et la stratigraphie des dunes de la plaine utopique sud de Mars, où le rover Zhurong s’est posé.
L’étude a été conçue pour intégrer les données à l’échelle du rover sur les formations dunaires et les conditions météorologiques afin non seulement de confirmer un changement dans la direction des vents dominants à la fin de la dernière période glaciaire, mais aussi d’améliorer les modèles de circulation générale utilisés pour prédire les changements à plus petite échelle dans la direction des vents saisonniers. Il est important de noter que les données sur les vents dominants et la stratigraphie des dunes sur la zone d’atterrissage du rover sont cohérentes avec la présence de couches de glace et de poussière observées aux latitudes moyennes et supérieures de la planète.
De nombreux efforts sont déployés pour caractériser le climat ancien de Mars au cours de l’époque amazonienne, qui a débuté il y a 3,55 à 1,8 milliard d’années et se poursuit encore aujourd’hui.
« La compréhension du climat amazonien est essentielle pour expliquer le paysage martien actuel, les réservoirs de matières volatiles et l’état de l’atmosphère, et pour relier ces observations actuelles et les processus actifs aux modèles de l’ancien climat de Mars. Les observations du climat actuel de Mars peuvent aider à affiner les modèles physiques du climat martien et de l’évolution du paysage, et même à former de nouveaux paradigmes », a déclaré Li.
Les études in situ sur la surface de Mars ont une valeur scientifique énorme, et le rover Zhurong sera occupé à collecter des données pendant un certain temps. « Nous continuerons à étudier le climat de l’Amazonie et le climat actuel afin d’approfondir les connaissances sur les deux derniers milliards d’années de l’histoire du climat martien, y compris son environnement et ses processus », a déclaré M. Li.
Référence : « Martian dunes indicative of wind regime shift in line with end of ice age » par Jianjun Liu, Xiaoguang Qin, Xin Ren, Xu Wang, Yong Sun, Xingguo Zeng, Haibin Wu, Zhaopeng Chen, Wangli Chen, Yuan Chen, Cheng Wang, Zezhou Sun, Rongqiao Zhang, Ziyuan Ouyang, Zhengtang Guo, James W. Head et Chunlai Li, 5 juillet 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06206-1