La NASA explore un pays des merveilles hivernal sur Mars – une scène de vacances d’un autre monde avec de la neige en forme de cube

La caméra HiRISE à bord du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a capturé ces images de dunes de sable couvertes de givre juste après le solstice d’hiver. Le givre ici est un mélange de dioxyde de carbone (glace sèche) et de neige d’eau et disparaîtra dans quelques mois lorsque le printemps arrivera. Crédit image : NASA/JPL-Caltech/Université d’Arizona

La neige en forme de cube, les paysages glacés et le gel font tous partie de la saison la plus froide de la planète rouge.

Quand vient l’hiver[{ » attribute= » »>Mars, the surface is transformed into a truly otherworldly holiday scene. Snow, ice, and frost accompany the season’s sub-zero temperatures. Some of the coldest of these occur at the planet’s poles, where it gets as low as minus 190 degrees Fahrenheit (minus 123 degrees Celsius).

Cold as it is, don’t expect snow drifts worthy of the Rocky Mountains. No region of Mars gets more than a few feet of snow, most of which falls over extremely flat areas. And the Red Planet’s elliptical orbit means it takes many more months for winter to come around: a single Mars year is around two Earth years.

Des chutes de neige, de la glace et du givre se forment également sur Mars.[{ » attribute= » »>NASA’s spacecraft on and orbiting the Red Planet reveal the similarities to and differences from how we experience winter on Earth. Mars scientist Sylvain Piqueux of JPL explains in this video. Credit: NASA/JPL-Caltech

Still, the planet offers unique winter phenomena that scientists have been able to study, thanks to NASA’s robotic Mars explorers. Here are a few of the things they’ve discovered:

Two Kinds of Snow

Martian snow comes in two varieties: water ice and carbon dioxide, or dry ice. Because Martian air is so thin and the temperatures so cold, water-ice snow sublimates, or becomes a gas, before it even touches the ground. Dry-ice snow actually does reach the ground.

“Enough falls that you could snowshoe across it,” said Sylvain Piqueux, a Mars scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California whose research includes a variety of winter phenomena. “If you were looking for skiing, though, you’d have to go into a crater or cliffside, where snow could build up on a sloped surface.”

HiRISE captured these “megadunes,” also called barchans. Carbon dioxide frost and ice have formed over the dunes during the winter; as this starts to sublimate during spring, the darker-colored dune sand is revealed. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

How We Know It Snows

Snow occurs only at the coldest extremes of Mars: at the poles, under cloud cover, and at night. Cameras on orbiting spacecraft can’t see through those clouds, and surface missions can’t survive in the extreme cold. As a result, no images of falling snow have ever been captured. But scientists know it happens, thanks to a few special science instruments.

NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter can peer through cloud cover using its Mars Climate Sounder instrument, which detects light in wavelengths imperceptible to the human eye. That ability has allowed scientists to detect carbon dioxide snow falling to the ground. And in 2008, NASA sent the Phoenix lander within 1,000 miles (about 1,600 kilometers) of Mars’ north pole, where it used a laser instrument to detect water-ice snow falling to the surface.

Les scientifiques de la NASA peuvent mesurer la taille et la forme de la distribution des particules de neige, couche par couche, dans la tempête. La mission mondiale de mesure des précipitations est un projet international de satellite qui fournira la prochaine génération d’observations de la pluie et de la neige dans le monde toutes les trois heures. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Ryan Fitzgibbons

glaçons

En raison de la façon dont les molécules d’eau sont liées lorsqu’elles gèlent, les flocons de neige sur Terre ont six côtés. Le même principe s’applique à tous les cristaux : la façon dont les atomes s’organisent détermine la forme du cristal. Dans le cas du dioxyde de carbone, les molécules de la neige carbonique sont toujours liées en quatre formes lorsqu’elles sont congelées.

« Parce que la glace de dioxyde de carbone a une symétrie de quatre, nous savons que les flocons de neige secs seront en forme de cube », a déclaré Bicchio. « Grâce au climat martien plus sûr, nous pouvons dire que ces flocons de neige seront plus petits que la largeur d’un cheveu humain. »

La caméra HiRISE a capturé cette image d’un bord de cratère en plein hiver. Une pente de cratère orientée au sud, qui reçoit moins de lumière solaire, forme un givre inégal et brillant, représenté en bleu sur cette image en couleur améliorée. Crédit image : NASA/JPL-Caltech/Université d’Arizona

Jack Frost grignote votre rover

L’eau et le dioxyde de carbone peuvent former du givre sur Mars, et les deux types de givre apparaissent plus largement sur la planète que la neige. L’atterrisseur Viking a vu un gel d’eau lorsqu’il a étudié Mars dans les années 1970, tandis que l’orbiteur Odyssey de la NASA a vu La formation de givre est observée et elle se sublime soleil du matin.

HiRISE a capturé cette scène printanière, lorsque la glace d’eau gelée dans le sol a divisé la Terre en polygones. La glace de dioxyde de carbone transparente permet à la lumière du soleil de briller et de chauffer les gaz qui s’infiltrent à travers les évents, projetant des éventails de matériaux plus sombres à la surface (en bleu sur cette image couleur améliorée). Crédit image : NASA/JPL-Caltech/Université d’Arizona

L’étrange fin d’hiver

La découverte la plus étonnante survient peut-être à la fin de l’hiver, lorsque toute la glace créée commence à « fondre » et à se sublimer dans l’atmosphère. Ce faisant, cette glace prend des formes étranges et magnifiques qui rappelaient aux scientifiques les araignéesEt le Taches dalmatesEt le Oeufs fritsEt le fromage suisse.

Cette « fusion » fait également exploser les geysers : la glace transparente permet à la lumière du soleil de chauffer le gaz en dessous, et ce gaz finit par exploser, envoyant ventilateurs à poussière sur le toit. Les scientifiques ont déjà commencé à étudier ces ventilateurs afin d’en savoir plus sur eux Dans quelle direction soufflent les vents martiens ?.