La neige en forme de cube, les paysages glacés et le givre font tous partie de la saison la plus froide de la planète rouge.
Quand vient l’hiver
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>Mars, the surface is transformed into a truly otherworldly holiday scene. Snow, ice, and frost accompany the season’s sub-zero temperatures. Some of the coldest of these occur at the planet’s poles, where it gets as low as minus 190 degrees Fahrenheit (minus 123 degrees Celsius).
The HiRISE camera aboard NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter captured these images of sand dunes covered by frost just after winter solstice. The frost here is a mixture of carbon dioxide (dry) ice and water ice and will disappear in a few months when spring arrives. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Cold as it is, don’t expect snow drifts worthy of the Rocky Mountains. No region of Mars gets more than a few feet of snow, most of which falls over extremely flat areas. And the Red Planet’s elliptical orbit means it takes many more months for winter to come around: a single Mars year is around two Earth years.
Des chutes de neige et de la glace et du givre se forment également sur Mars.
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s spacecraft on and orbiting the Red Planet reveal the similarities to and differences from how we experience winter on Earth. Mars scientist Sylvain Piqueux of JPL explains in this video. Credit: NASA/JPL-Caltech
Still, the planet offers unique winter phenomena that scientists have been able to study, thanks to NASA’s robotic Mars explorers. Here are a few of the things they’ve discovered:
Two Kinds of Snow
Martian snow comes in two varieties: water ice and carbon dioxide, or dry ice. Because Martian air is so thin and the temperatures so cold, water-ice snow sublimates, or becomes a gas, before it even touches the ground. Dry-ice snow actually does reach the ground.
“Enough falls that you could snowshoe across it,” said Sylvain Piqueux, a Mars scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California whose research includes a variety of winter phenomena. “If you were looking for skiing, though, you’d have to go into a crater or cliffside, where snow could build up on a sloped surface.”
HiRISE captured these “megadunes,” also called barchans. Carbon dioxide frost and ice have formed over the dunes during the winter; as this starts to sublimate during spring, the darker-colored dune sand is revealed. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
How We Know It Snows
Snow occurs only at the coldest extremes of Mars: at the poles, under cloud cover, and at night. Cameras on orbiting spacecraft can’t see through those clouds, and surface missions can’t survive in the extreme cold. As a result, no images of falling snow have ever been captured. But scientists know it happens, thanks to a few special science instruments.
NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter can peer through cloud cover using its Mars Climate Sounder instrument, which detects light in wavelengths imperceptible to the human eye. That ability has allowed scientists to detect carbon dioxide snow falling to the ground. And in 2008, NASA sent the Phoenix lander within 1,000 miles (about 1,600 kilometers) of Mars’ north pole, where it used a laser instrument to detect water-ice snow falling to the surface.
Les scientifiques de la NASA peuvent mesurer la taille et la distribution de la forme des particules de neige, couche par couche, lors d’une tempête. La mission Global Precipitation Measurement est un projet international de satellite qui fournit des observations de nouvelle génération sur la pluie et la neige dans le monde entier toutes les trois heures. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Ryan Fitzgibbons
Flocons de neige cubiques
En raison de la façon dont les molécules d’eau se lient lorsqu’elles gèlent, les flocons de neige sur Terre ont six côtés. Le même principe s’applique à tous les cristaux : la façon dont les atomes s’arrangent détermine la forme d’un cristal. Dans le cas du dioxyde de carbone, les molécules de la neige carbonique se lient toujours par quatre lorsqu’elles sont congelées.
“Parce que la glace de dioxyde de carbone a une symétrie de quatre, nous savons que les flocons de neige carbonique seraient en forme de cube”, a déclaré Piqueux. “Grâce au Mars Climate Sounder, nous pouvons dire que ces flocons de neige seraient plus petits que la largeur d’un cheveu humain.”
La caméra HiRISE a capturé cette image du bord d’un cratère en plein hiver. La pente orientée au sud du cratère, qui reçoit moins de lumière solaire, a formé un givre inégal et brillant, visible en bleu sur cette image en couleur améliorée. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Université d’Arizona
Jack Frost mordille votre Rover
L’eau et le dioxyde de carbone peuvent chacun former du givre sur Mars, et les deux types de givre apparaissent beaucoup plus largement sur la planète que la neige. Les atterrisseurs Viking ont vu de l’eau gelée lorsqu’ils ont étudié Mars dans les années 1970, tandis que l’orbiteur Odyssey de la NASA a observé la formation et la sublimation du givre au soleil du matin.
HiRISE a capturé cette scène printanière, lorsque la glace d’eau gelée dans le sol avait divisé le sol en polygones. La glace de dioxyde de carbone translucide permet à la lumière du soleil de briller et de chauffer les gaz qui s’échappent par les évents, libérant des ventilateurs de matériau plus sombre sur la surface (en bleu sur cette image en couleur améliorée). Crédit : NASA/JPL-Caltech/Université d’Arizona
La merveilleuse fin de l’hiver
La découverte la plus fabuleuse survient peut-être à la fin de l’hiver, lorsque toute la glace qui s’est accumulée commence à « dégeler » et à se sublimer dans l’atmosphère. Ce faisant, cette glace prend des formes étranges et magnifiques qui ont rappelé aux scientifiques les araignées, Taches dalmates, oeufs au platet fromage suisse.
Ce « dégel » provoque également l’éruption de geysers : la glace translucide permet à la lumière du soleil de chauffer le gaz en dessous, et ce gaz finit par éclater, envoyant amateurs de poussière sur la surface. Les scientifiques ont en fait commencé à étudier ces ventilateurs afin d’en savoir plus sur dans quelle direction soufflent les vents martiens.