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Un rover solitaire sillonnant les sables de Mars a désormais répondu à une question ancestrale : si la foudre crépite sur la planète rouge et que personne ne l’entend, produit-elle tout de même un son ?

Dans des enregistrements obtenus par le rover Perseverance de la NASA , des scientifiques ont identifié, pour la première fois, des décharges électriques capturées lors des violents épisodes de poussière et des tourbillons de poussière sur Mars – non pas une seule fois, mais 55 fois sur une période de deux années martiennes d’observation.

Surtout, les conditions météorologiques poussiéreuses dans lesquelles ces événements se sont produits révèlent les conditions spécifiques nécessaires à la production d’électricité dans l’ atmosphère ténue et extrêmement sèche de Mars – longtemps soupçonnées mais jamais démontrées directement jusqu’à présent.

On pense que la foudre se produit lorsque des conditions turbulentes dans l’atmosphère brassent les particules, les faisant frotter les unes contre les autres et générant ainsi des charges électriques. Finalement, la quantité de charges accumulées est telle qu’elle doit s’évacuer quelque part, produisant une décharge.

La foudre est omniprésente sur Terre, générant certains des phénomènes météorologiques les plus spectaculaires et les plus beaux de la planète .

Elle est principalement associée aux nuages ​​de vapeur d’eau , mais l’humidité n’est pas indispensable. Les décharges de foudre, par exemple, se produisent dans les gigantesques panaches de cendres crachés par les volcans .

Même les tempêtes de sable – dont les particules de silicate sèches sont des isolants et non des conducteurs – peuvent générer suffisamment de charge pour déclencher des décharges électriques.

Des scientifiques avaient suggéré que des mécanismes similaires pourraient être à l’œuvre sur Mars , même si son atmosphère, composée principalement de dioxyde de carbone, est beaucoup plus mince et plus sèche que celle de la Terre.

Après tout, des éclairs ont été enregistrés sur Jupiter et Saturne , et provisoirement détectés sur Neptune et Uranus , qui diffèrent toutes de la Terre de manière assez significative (la présence d’éclairs sur Vénus reste une question ouverte ).

Les modèles suggèrent que si des décharges électriques se produisent sur Mars, elles ont plus de chances de se produire près de la surface , là où la pression atmosphérique est la plus élevée.

Par un heureux hasard, nous avons des rovers actifs à la surface de Mars – et l’un d’eux, Perseverance , possède un instrument capable de détecter les signes de foudre.

Sous la direction du planétologue Baptiste Chide de l’Université de Toulouse en France, une équipe de scientifiques a analysé les données recueillies par le microphone SuperCam de Perseverance , un appareil capable d’enregistrer des données sonores et des interférences électromagnétiques.

Ils ont passé au crible 28 heures d’enregistrements de microphones, à la recherche de signes de décharge électrique parmi la poussière tourbillonnante de la planète.

Ils ont détecté 55 événements, dont 7 ont permis de capturer intégralement une signature de décharge électrique caractéristique. L’instrument enregistre d’abord une brève impulsion électronique, appelée « blip », provoquée par des interférences électromagnétiques lorsque la décharge électrique interfère avec le câblage du microphone. Cette impulsion est suivie d’une phase de relaxation, ou résonance, d’une durée d’environ 8 millisecondes.

Les sept événements que Perseverance a intégralement capturés se sont conclus par la signature acoustique d’un minuscule bang sonique créé par la décharge électrique chauffant et dilatant l’air environnant – un tout petit coup de tonnerre.

Pour s’assurer que les enregistrements proviennent bien de décharges de foudre miniatures, les chercheurs ont utilisé une réplique de SuperCam sur Terre. Ils ont enregistré des décharges électriques, reproduisant le profil des enregistrements martiens.

Il est intéressant de noter qu’une forte concentration de poussière dans l’atmosphère ne suffisait pas à elle seule à produire de l’électricité.

La grande majorité des événements – 54 sur 55 – se sont produits pendant les 30 % des vents les plus forts enregistrés par Perseverance sur Mars au cours de la période d’étude, la plupart étant associés aux fronts des tempêtes de poussière.

Par ailleurs, 16 décharges électriques ont été enregistrées lors des deux rencontres de Perseverance avec des tourbillons de poussière.

D’après six des sept détonations enregistrées, la plupart des décharges étaient infimes, de l’ordre de 0,1 à 150 nanojoules. Le septième événement acoustique, le plus important, a atteint 40 millijoules, ce qui correspond à une décharge du rover vers le sol, probablement due à une accumulation de charges par frottement de particules contre Perseverance.

Sur Terre, un éclair moyen entre un nuage et le sol libère environ un milliard de joules . La foudre, telle qu’elle se manifeste sur Mars, est donc très différente de celle sur Terre – mais elle existe bel et bien, et cela a des implications intéressantes.

L’un des avantages évidents est que ces découvertes peuvent contribuer à la conception des futures technologies d’exploration de Mars afin de les protéger des décharges électriques dont nous savons désormais qu’elles s’y produisent. Comme ils l’ont fait pour la Terre primitive , les planétologues peuvent désormais modéliser avec plus de précision les réactions chimiques qui se produiraient dans l’atmosphère martienne sous l’effet de ces décharges électriques.

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D’un point de vue plus spéculatif, certaines théories actuelles sur l’émergence de la vie sur Terre invoquent la foudre comme vecteur des éléments nécessaires à l’apparition de la vie à partir d’un ensemble de molécules. Si la foudre existe sur Mars, les astrobiologistes pourront également en tenir compte dans leurs estimations de la probabilité de vie sur cette planète.

« Cette étude ouvre un champ d’investigation remarquable pour l’atmosphère de Mars… et motive le développement de nouveaux modèles atmosphériques pour rendre compte des phénomènes électriques et de leurs conséquences dans l’atmosphère martienne », concluent Chide et ses collègues .

Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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