Des dunes noires sur Mars

Dans les hautes terres de l'hémisphère sudhémisphère sud martien, le cratère Proctor fascine les scientifiques depuis bientôt trois décennies. Il doit son nom à un astronomeastronome amateur anglais, Richard Anthony Proctor, qui se passionna pour la planète Mars au XIX^e siècle. En 1867 il publia même sa propre carte de Mars, y indiquant 45 grandes formations : continents, désertsdéserts et zones maritimes ! Avec 150 kilomètres de diamètre, Proctor est un cratère d'impact qui n'a, au premier abord, rien d'exceptionnel. Pourtant, au cours de la mission Mariner 9, il va commencer à faire parler de lui.

La sonde arrive en orbite martienne à la fin de l'année 1971, alors que sévit sur la planète une tempête de poussière comme elle en connaît régulièrement, un phénomène qu'avaient annoncé des observateurs comme Audouin Dollfus. Mariner 9 ne peut commencer son travail cartographique qu'à partir du printemps 1972, quand le sablesable en suspension dans l'air a fini de se déposer. Au cours d'une de ses orbites, la sonde américaine photographiephotographie un champ de dunes au fond du cratère Proctor. Ces dunes ressemblent à celles que l'on observe sur la Terre, mais leur couleur noire va longtemps intriguer les chercheurs. Comment ces dunes peuvent-elles rester aussi sombres ? Quel mécanisme leur permet d'échapper aux dépôts de poussière claire transportée par les ventsvents ?

Les étranges dunes de sable basaltique noir au fond du cratère Proctor avaient été découvertes par la sonde Mariner 9. Mars Reconnaissance Orbiter en a refait le portrait en haute résolution. © Nasa/JPL/University of Arizona

Des dunes actives

Sur Mars, la formation des dunes que nous observons actuellement remonte sans aucun doute à une époque très ancienne où les vents soufflaient avec plus de vigueur dans une atmosphèreatmosphère plus épaisse. Les dunes de sable basaltiquebasaltique sombre au fond du cratère Proctor devraient logiquement avoir pris peu à peu la couleur du sol environnant sous l'action des vents de poussière, ce qui n'est pas le cas. L'explication de cette anomalieanomalie a peut-être été fournie en 2007 par deux chercheurs, Eric Parteli et Hans Hermann. Selon eux, l'énigme des dunes martiennes pourrait trouver une réponse en imaginant une réaction en chaîne.

Quand le vent souffle, il fait sauter les grains de sable basaltique, qui en retombant un peu plus loin en font sauter d'autres, et ainsi de suite. Au rythme connu des vents martiens, le processus demanderait 4.000 ans pour déplacer d'un mètre une dune, mais il permettrait d'en modifier la surface en permanence de façon à empêcher son éclaircissement. Ces minuscules mouvements favorisent aussi les écoulements de sable liés à des instabilités gravitaires, phénomènes participant également à l'autorenouvellement des matériaux de surface sur les dunes.

Ce que Mariner 9 ne pouvait pas voir, la puissante caméra Hirise (High resolution imaging science experiment) de la sonde MROMRO le révèle : les grandes dunes sombres sont recouvertes d'un très dense réseau de petites dunes secondaires, toutes orientées dans la même direction, sous l'action des vents d'ouest dominants au fond du cratère Proctor.