Les rides martiennes expliquées en soufflerie
Le 18 février 2021, le rover Perseverance a atterri avec succès sur Mars et a commencé à photographier son environnement. Les images révèlent un sol sablonneux et des cailloux, évoquant des paysages désertiques terrestres. Son prédécesseur, Curiosity, avait également capturé de nombreuses photos du sol martien, où l’on observe des dunes façonnées par le vent. Ces dunes, espacées de quelques centaines de mètres, présentent des rides avec des intervalles d’environ un mètre.
Les scientifiques s’attendaient à ce que les rides, qui sur Terre sont espacées d’une dizaine de centimètres, soient plus étalées sur Mars en raison de la faible pesanteur et de l’atmosphère ténue. Cependant, la découverte de rides martiennes similaires à celles de la Terre a soulevé des questions quant à leur formation. Pour éclaircir ce phénomène, Bruno Andreotti de l’École normale supérieure à Paris et ses collègues ont mené des études en soufflerie.
Les dunes se trouvent dans plusieurs régions du Système solaire, y compris sur Titan, une lune de Saturne, et même sur des comètes comme Tchouri. Les conditions variées entraînent des dynamiques de formation différentes. Les chercheurs ont utilisé le nombre de Galilée pour quantifier la capacité des fluides atmosphériques à transporter des grains.
La formation de dunes et de rides sur Mars est surprenante. Avec des pressions de surface typiquement entre 6 et 10 hectopascals, il faudrait des vents très forts pour déplacer les grains de sable, malgré une pesanteur trois fois plus faible que sur Terre. Les modèles actuels ne s’accordent pas sur la formation des rides martiennes.
Pour étudier la saltation, Bruno Andreotti et ses collègues ont utilisé une soufflerie à l’université d’Aarhus, capable de reproduire les conditions martiennes. Ils ont constaté que les caractéristiques des rides ne varient pas avec la pression. Lorsque la pression diminue, la vitesse minimale du vent nécessaire pour soulever les grains augmente, mais la trajectoire des grains demeure constante. Ainsi, les rides présentent des caractéristiques similaires sur Terre et Mars.
Concernant les rides métriques, leur origine fait débat : sont-elles le résultat de l’accumulation de rides plus petites ou liées à la viscosité de l’air ? Les études suggèrent que l’atmosphère martienne, étant plus visqueuse que celle de la Terre, pourrait favoriser la formation de ces rides métriques.
De plus, une surprise est survenue lors de l’étude du seuil de saltation en fonction du nombre de Galilée. Pour des valeurs faibles, y compris celles des conditions martiennes, la vitesse minimale du vent est inférieure à celle prévue par les modèles. Les chercheurs envisagent que la surface irrégulière des grains pourrait influencer ce phénomène.
Ces recherches pourraient contribuer à mieux comprendre les paysages martiens. Le rover Perseverance pourrait également apporter des réponses supplémentaires à ces questions.
Source : Pour la Science
