Un côté de Mars perd son atmosphère bien plus vite que l’autre, et ce n’est pas une question de géographie martienne. Une étude publiée fin juillet 2026 dans la revue Science Advances vient de percer le mystère de cette asymétrie qui intriguait les planétologues depuis des années : elle ne dépend pas du relief ni des champs magnétiques fossiles enfouis dans la croûte, mais de la direction du champ électrique porté par le vent solaire lui-même.
Mars n’a jamais eu la chance d’Earth. Contrairement à la Terre, Mars ne possède pas de champ magnétique global fort pour la protéger du vent solaire entrant. Résultat : depuis des milliards d’années, la planète rouge encaisse directement le flux de particules chargées éjectées par le Soleil. La planète rouge a pu autrefois abriter une forme de vie, avec une atmosphère plus épaisse et de l’eau liquide en surface. Ce qui reste aujourd’hui, c’est un désert glacé balayé par des vents ténus, et une question qui taraude les chercheurs depuis la mission Mars Global Surveyor à la fin des années 1990 : comment, exactement, cette atmosphère s’est-elle échappée dans l’espace ?
À retenir
- Des ondes géantes découvertes autour de Mars projettent son atmosphère dans l’espace par paquets massifs
- Ce phénomène ne se produit que d’un seul côté de la planète, et la géologie n’y est pour rien
- Le coupable ? Un facteur électromagnétique lié au vent solaire, pas les champs magnétiques rémanents de la croûte
Des vagues géantes qui arrachent l’atmosphère par paquets
La difficulté, jusqu’ici, tenait à un problème d’instrumentation tout bête. L’un des plus grands obstacles à l’étude de l’échappement atmosphérique a toujours été l’incapacité d’un seul vaisseau spatial à observer simultanément le vent solaire entrant et les ions s’échappant. Les missions précédentes n’avaient capté qu’une partie du tableau, laissant les scientifiques incapables d’établir une relation de cause à effet définitive. La solution est venue d’un duo inattendu : la sonde américaine MAVEN et l’orbiteur chinois Tianwen-1, positionnés à des endroits différents autour de la planète. Tianwen-1 a servi de moniteur du vent solaire, tandis que MAVEN observait les ions atmosphériques s’échappant près de Mars, permettant aux chercheurs de relier directement les conditions du vent solaire en temps réel à l’échappement ionique atmosphérique sur Mars.
Cette combinaison a permis d’identifier le vrai coupable : des ondes dites de Kelvin-Helmholtz. Le principe rappelle une image très terre à terre, celle du vent qui froisse la surface d’un lac. Des nuages concentrés de gaz chargé, nés d’un motif ondulatoire familier à quiconque a observé le vent rider la surface d’un lac, projettent des morceaux de l’atmosphère martienne dans l’espace en rafales courtes et intenses. Ces bourrasques ne sont pas anecdotiques : elles transportent 10 à 100 fois plus de gaz échappé que les deux canaux d’échappement stables connus jusqu’alors de Mars, même si leur contribution totale à la perte atmosphérique reste encore inconnue. entre deux fuites lentes et régulières, Mars connaît régulièrement des hémorragies brutales.
Pourquoi la fuite se concentre d’un seul côté
C’est là que l’étude prend un tour vraiment surprenant. Les chercheurs s’attendaient peut-être à ce que ces vagues géantes se forment un peu partout autour de la planète, au hasard des turbulences. Ce n’est pas le cas. Les auteurs ont montré que ce processus ne se produit pas uniformément autour de la planète. Il est plutôt observé principalement d’un côté de la planète, en fonction de la direction du champ électrique du vent solaire, explique Chi Zhang, autrice principale de l’étude, rattachée à Boston University.
Le plus intéressant, c’est ce que l’équipe a exclu comme cause. On aurait pu croire que les fameux champs magnétiques rémanents de la croûte martienne, hérités d’un ancien dynamo interne aujourd’hui éteint et concentrés dans l’hémisphère sud, jouaient un rôle de bouclier ou d’aimant local. Les données disent l’inverse : les événements se sont produits aussi bien sur des champs de croûte forts que faibles, ce qui suggère que le magnétisme crustal local n’était pas leur facteur de contrôle. Sur les 62 événements analysés selon les critères de sélection de l’étude, c’est la géométrie du champ électrique solaire qui commande tout. Techniquement, l’explication tient à la vitesse relative des particules : les ions planétaires, plus lourds, sont accélérés différemment sur les deux faces. Dans l’hémisphère dit -E, une différence de vitesse plus forte subsiste entre les ions planétaires et les protons du vent solaire, ce qui rend les conditions plus favorables à la croissance de l’instabilité.
Un puzzle qui reste plus large que le seul vent solaire
Il serait tentant de conclure que l’absence de bouclier magnétique explique, à elle seule, le destin funeste de l’atmosphère martienne. La réalité est plus nuancée. Un champ intrinsèque n’est pas un interrupteur universel pour la survie atmosphérique : Vénus, elle aussi dépourvue de dynamo à la Terre, conserve pourtant une atmosphère extraordinairement épaisse. La masse de la planète, la chimie atmosphérique, l’intensité du rayonnement solaire reçu entrent tout autant en ligne de compte. Ces vagues de Kelvin-Helmholtz ne sont d’ailleurs qu’une pièce du puzzle : le total actuel de l’échappement d’oxygène sur Mars avoisine 6 × 10²⁵ particules par seconde, dont environ 5 × 10²⁵ proviennent de l’échappement neutre photochimique, où des réactions dans la haute atmosphère créent des atomes d’oxygène neutres énergétiques. L’échappement ionique n’en représente qu’une part plus modeste aujourd’hui, bien qu’il ait pu compter davantage lorsque le jeune Soleil était plus actif.
Les chercheurs ne comptent pas s’arrêter là. Les prochains travaux viseront à identifier les conditions favorisant la formation et la croissance de ces vagues, et à déterminer leur contribution réelle à l’échappement atmosphérique de Mars. Et l’affaire dépasse largement le cas martien : un mécanisme similaire pourrait aussi se produire sur d’autres planètes dépourvues de champ magnétique fort capable de les protéger des particules chargées venues de leur étoile. De quoi rappeler, en creux, que la question de l’habitabilité d’une exoplanète ne se résume jamais à une seule ligne de calcul : c’est un jeu d’équilibres entre champ magnétique, masse, atmosphère et caprices de son étoile, où le vent solaire écrit une partie de l’histoire, mais jamais toute l’histoire.
Sources : spacedaily.com | agupubs.onlinelibrary.wiley.com