Les tempêtes de poussière qui assaillent régulièrement la surface de Mars pourraient jouer un rôle primordial dans les variations de composition chimique de l’atmosphère et notamment sur le cycle du chlore.
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Y a-t-il des éclairséclairs sur Mars ? Voilà une question à laquelle les scientifiques n'ont pas encore réussi à répondre, aucune des missions martiennesmissions martiennes n'ayant réussi à capturer un tel phénomène. Et pourtant, certains indices laissent suggérer que la Planète rouge serait bien soumise à des décharges électriques, notamment au moment des tempêtestempêtes de poussière.
Des décharges d’électricité statique au moment des tempêtes martiennes
Car c'est un phénomène bien connu sur Terre : durant les tempêtes qui surviennent dans les zones désertiques, les grains de sablesable s'entrechoquent, produisant de l'électricité statique. La différence de charge qui s'établit alors entre les particules de poussière en suspension et le sol produit des éclairs, de brefs flashsflashs lumineux qui vont permettre de rééquilibrer les charges électriques. Or, des tempêtes de poussière, les scientifiques en observent fréquemment sur Mars.
À partir de là, il semble raisonnable de penser qu'une telle activité électrique se produise également sur la planète durant ces événements météorologiques. Pour les scientifiques, les décharges ne prendraient cependant pas la forme d'éclairs tels que nous les connaissons, mais plutôt de lueurs plus diffuses. En attendant d'obtenir la preuve par l'image de ce phénomène, une équipe de chercheurs montre qu'il pourrait bien être au cœur d'un processus physico-chimique impactant la composition du sol et de l’atmosphère de Mars.
Le chlore : un élément qui navigue entre l’atmosphère et le sol martien
Tout est parti de l'étude du cycle du chlore sur la Planète rouge. Le chlore est en effet un élément considéré comme « mobilemobile » sur Mars, tout comme l'hydrogène, l'oxygène, le carbone et le soufre. Par « mobile », il faut comprendre que cet élément chimiqueélément chimique peut transiter entre l'atmosphèreatmosphère et les roches composant le sol superficiel. Le chlore est de plus un élément très présent dans le sol martien, notamment sous la forme de sels de chlorure déposés au début de l'histoire géologique de la planète, lorsque l'eau liquideliquide s'écoulait encore librement à sa surface.
Or, l'un des moyens les plus efficaces pour extraire le chlore du sol et le faire migrer sous forme de gazgaz dans l'atmosphère est de soumettre les dépôts de chlorure à une décharge électrique. Cette réaction a été expérimentée en laboratoire en appliquant les conditions de surface de Mars notamment au moment des tempêtes de poussière. Car les données de la sonde européenne ExoMars Trace Gas Orbiter ont permis de mettre en évidence une corrélation claire entre les tempêtes de poussière qui surviennent de manière saisonnière et les taux plus élevés de chlore dans l'atmosphère. Durant la saison des tempêtes de 2018 et 2019, les concentrations atmosphériques en chlorure d'hydrogènechlorure d'hydrogène avaient en effet augmenté de manière significative.
Un processus très efficace
Les résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters. D'après les auteurs de l'étude, les décharges d'électricité statique seraient un procédé très efficace qui permettrait d'expliquer les concentrations de chlore observables aujourd'hui dans l'atmosphère martienne. La fine atmosphère favoriserait d'ailleurs le phénomène d'accumulation des charges électriques durant les tempêtes de poussière. Le processus serait ainsi des centaines de fois plus facile à réaliser sur Mars que sur Terre.
Les simulations en laboratoire suggèrent que, sur une duréedurée de sept heures de décharge électrostatiqueélectrostatique, au moins 1 % des moléculesmolécules de chlorure du sol se décompose et libère un atomeatome de chlore dans l'atmosphère, ce qui est significatif. La décharge électrique produirait en même temps des carbonates et des perchlorates dans la partie superficielle du sol. Ces résultats permettraient d'expliquer les très fortes concentrations de ces deux éléments dans les sols martiens.
L'étude montre l'importance que pourraient avoir les tempêtes de poussière sur les échanges chimiques à l'échelle de la planète.
