Les vents turbulents de Mars peuvent former des montagnes dans les cratères d’impact

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Dans un article publié dans la revue Physical Review Eun duo d’experts en dynamique des fluides propose une solution à l’un des mystères martiens les plus anciens. La recherche montre que les tourbillons de vent peuvent produire le phénomène martien commun d’un monticule stratifié positionné sous le vent du centre d’une ancienne zone d’impact de météorite.

Le cratère Gale a un diamètre de 154 km et contient une montagne stratifiée qui s'élève à environ 5 km au-dessus du fond du cratère. Crédit photo : NASA / JPL-Caltech / ASU / UA.

Le cratère Gale a un diamètre de 154 km et contient une montagne en couches qui s’élève à environ 5 km au-dessus du fond du cratère. Crédit photo : NASA / JPL-Caltech / ASU / UA.

Le cratère Gale de Mars, site exploré par le rover Curiosity de la NASA, a été formé par l’impact d’une météorite au début de l’histoire de la planète, et il a ensuite été rempli de sédiments transportés par des eaux courantes.

Ce remplissage a précédé un changement climatique massif sur Mars, qui a introduit les conditions arides et poussiéreuses qui prévalent depuis 3,5 milliards d’années. Cette chronologie indique que le vent a dû jouer un rôle dans la sculpture de la montagne.

“Sur Mars, le vent a été le seul facteur de changement du paysage pendant plus de 3 milliards d’années”, a déclaré le Dr William Anderson, chercheur à l’Université du Texas à Dallas.

“Cela fait de Mars un laboratoire planétaire idéal pour la morphodynamique éolienne, c’est-à-dire le mouvement des sédiments et de la poussière sous l’effet du vent. Nous étudions comment l’atmosphère tourbillonnante de Mars a sculpté sa surface.”

Les tourbillons de vent soufflant à travers le cratère Gale ont lentement formé un fossé radial dans les sédiments, ne laissant finalement que le Mont Sharp décentré, un pic de 3 miles de haut, similaire en hauteur au bord du cratère.

Selon l’équipe, la montagne était inclinée d’un côté du cratère car le vent a creusé un côté plus rapidement que l’autre.

Le Dr Anderson et son collègue, le Dr Mackenzie Day, chercheur à l’Université de Washington, ont avancé le concept pour la première fois dans une publication initiale sur le sujet dans la revue “The Journal”. Geophysical Research Letters.

Ils ont maintenant démontré par simulation informatique que, après plus d’un milliard d’années, les vents martiens étaient capables de déterrer des dizaines de milliers de kilomètres cubes de sédiments du cratère, en grande partie grâce à la turbulence, c’est-à-dire le mouvement tourbillonnant du courant éolien.

“Le rôle de la turbulence ne peut être surestimé. Puisque le mouvement des sédiments augmente de façon non linéaire avec la traînée imposée par les vents en altitude, les rafales turbulentes amplifient littéralement l’érosion et le transport des sédiments”, a déclaré le Dr Anderson.

La théorie que les scientifiques ont testée par le biais de simulations informatiques implique des tourbillons contrarotatifs – imaginez des tourbillons de poussière horizontaux – qui tournent en spirale autour du cratère pour déterrer les sédiments qui ont rempli le cratère à une époque plus chaude, lorsque l’eau coulait sur Mars.

“Ces spirales hélicoïdales sont poussées par les vents dans le cratère, et nous pensons qu’elles ont joué un rôle primordial dans la destruction du paysage martien sec et dans l’extraction progressive des sédiments à l’intérieur des cratères, laissant derrière elles ces monticules décentrés”, a déclaré le Dr Anderson.

Les simulations ont démontré que l’érosion éolienne pouvait expliquer ces caractéristiques géographiques.

“C’est une indication supplémentaire que les vents turbulents dans l’atmosphère pourraient avoir excavé les sédiments des cratères”, a déclaré le Dr Anderson.

“Les résultats fournissent également des indications sur la durée pendant laquelle différents échantillons de surface ont été exposés à l’atmosphère mince et sèche de Mars.”

“Cette compréhension de la puissance à long terme du vent peut être appliquée à la Terre également, bien qu’il y ait plus de variables sur notre planète natale que sur Mars”, a-t-il ajouté.

“Les vents tourbillonnants et en rafales dans l’atmosphère terrestre affectent les problèmes à la jonction de la dégradation des paysages, de la sécurité alimentaire et des facteurs épidémiologiques affectant la santé humaine. Sur Terre, cependant, les changements de paysage sont également induits par l’eau et la tectonique des plaques, qui sont désormais absentes sur Mars. Ces moteurs de l’évolution du paysage éclipsent généralement l’influence de l’air sur Terre. “

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