Arsia Mons : un nuage de glace de 1 800 km se forme chaque matin

Chaque matin, pendant plusieurs mois de l’année martienne, une traînée de glace d’eau se déploie à l’ouest du volcan Arsia Mons. Elle peut atteindre 1 800 kilomètres, presque deux fois la longueur du Royaume-Uni, avant de s’évaporer au plus tard en début d’après-midi. Une étude publiée le 7 octobre 2026 dans Nature Geoscience propose un mécanisme inédit : de la glace qui naît sans le moindre grain de poussière.

Ce mode de formation n’avait jamais été observé dans une atmosphère planétaire.

Une traînée de 1 800 km qui naît et disparaît en une matinée

Le phénomène porte un sigle, AMEC, pour Arsia Mons Elongated Cloud. La caméra de surveillance visuelle (VMC) de la sonde Mars Express, de l’ESA, l’observe depuis le 13 septembre 2018. Il apparaît au printemps et à l’été de l’hémisphère sud martien, autour du solstice, et se répète pendant 80 jours, parfois davantage. Chaque cycle suit la même partition : naissance après le lever du soleil sur le flanc ouest du volcan, croissance pendant quelques heures, disparition avant l’après-midi.

Pour prendre la mesure de l’échelle, 1 800 kilomètres équivalent à peu près à un aller-retour Paris-Berlin à vol d’oiseau. Le cône du volcan ne mesure qu’environ 250 kilomètres de diamètre, soit sept fois moins que la traînée. L’ESA avait d’ailleurs relevé, dès 2018, qu’une telle taille pouvait rendre le nuage visible depuis des télescopes terrestres.

La queue file à 170 m/s, soit 612 km/h, presque le double d’un TGV.

Les 1 800 kilomètres sont un maximum, pas une constante : le nuage échappe à qui l’observe l’après-midi ou avec un champ trop étroit. Eleni Ravanis, alors jeune diplômée stagiaire sur la caméra VMC, expliquait que l’orbite très elliptique de Mars Express et le grand angle de l’instrument permettent de couvrir de vastes zones au petit matin. Sur une image du 24 juin 2024, la traînée s’étire sur environ 980 kilomètres, dans un cadre de 1 250 kilomètres.

Un volcan qui refroidit l’air de 30 degrés en dix minutes

Arsia Mons s’élève à environ 20 kilomètres au-dessus des terrains voisins, soit plus de deux fois l’Everest (8 849 mètres). Quand le vent le franchit, il déclenche une onde qui projette l’air humide à plusieurs kilomètres d’altitude en quelques minutes. Dans le modèle, cet air se refroidit d’environ 30 °C en dix minutes. Des simulations antérieures avaient déjà repéré, sur les pentes ouest, une poche d’air froid inférieure de 30 K à son environnement. Elle explique l’évolution quotidienne de la tête du nuage.

Sur Terre, un nuage orographique naît quand le vent bute sur un relief, et les chercheurs pensaient que Mars suivait la même logique. Les modèles de méso-échelle rendaient compte de la tête du nuage au-dessus des pentes ouest. Reproduire sa longue queue restait en revanche hors de portée, comme le constatait encore un bilan des observations de Mars Express mis en ligne en 2024.

L’équipe de Hernández-Bernal a donc retiré la poussière de l’équation.

De la glace sans poussière : ce que dit l’étude

Sur Terre, la vapeur d’eau se condense presque toujours sur des particules (poussières, sels, suies) qui servent de support aux cristaux. Dans l’AMEC, l’étude conclut que la vapeur gèle directement en particules de glace, un processus appelé nucléation homogène. Le modèle de l’équipe ne reconstitue la traînée que si la vapeur gèle de cette façon. Il faut pour cela une humidité extrême et un refroidissement brutal, que l’atmosphère martienne, très ténue, et la hauteur du volcan réunissent d’après l’ESA.

Prudence, toutefois : aucun instrument n’a pu sonder ce nuage, qui flotte à environ 45 kilomètres au-dessus d’Arsia Mons. Le titre de l’article parle d’une nucléation « suggérée » par les nuages, et le résumé d’un résultat qui l’indique fortement.

L’alternative la plus sérieuse repose sur une population de poussières très fines, de moins de 100 nanomètres. Personne n’a mesuré leur quantité au-dessus d’Arsia Mons à cette saison. L’équipe a testé cette piste : de telles poussières produisent des voiles larges et diffus, pas la queue nette et brillante que photographie la caméra haute résolution HRSC de Mars Express. Faute de mesure directe, l’hypothèse est affaiblie plutôt qu’écartée.

Ce que ce nuage change pour la météo martienne

Mars passe pour une planète sèche, froide et poussiéreuse, avec une atmosphère qui pèse moins de 1 % de la pression terrestre au sol. Le nuage d’Arsia Mons rappelle qu’elle abrite un cycle de l’eau plus actif qu’il n’y paraît. Si la glace peut naître sans poussière dans certaines conditions, des modèles climatiques qui la jugent indispensable pourraient sous-estimer des nuages.

Le lien entre poussière et nuages n’a rien de théorique pour Mars Express. Les premières images de 2018 ont été prises après la tempête qui avait enveloppé toute la planète en juin et juillet, et l’ESA espérait y mesurer l’effet des poussières sur le développement du nuage. Celui-ci a été photographié des centaines de fois en quelques semaines. Huit ans plus tard, c’est l’absence de poussière qui sert d’explication.

L’équipe veut maintenant vérifier si la nucléation homogène est propre à Arsia Mons ou si elle opère dans d’autres nuages martiens. Elle cherchera aussi son rôle éventuel dans le cycle global de l’eau de la planète.

Le nuage reviendra à chaque année martienne, soit tous les 687 jours terrestres environ. Il se répète alors pendant 80 jours ou davantage. En 2020, Hernández-Bernal reconnaissait ne pas savoir si le nuage atteignait chaque année la même ampleur.

Source : sciencepost.fr