Sur Mars, cet étrange nuage est dû à un phénomène physique unique dans le Système Solaire
Un nuage qui peut s'étirer sur 1 800 kilomètres apparaît régulièrement sur Mars, avant de disparaître. Depuis des années, les scientifiques cherchent à comprendre pourquoi, et une étude parue dans Nature Geoscience avance une explication inédite, fondée sur un mode de formation des nuages jamais observé jusqu'ici dans l'atmosphère d'une planète..
Sur Mars, un nuage colossal nommé AMEC (Arsia Mons Elongated Clouds) peut s’étendre jusqu’à 1 800 kilomètres de long, soit près du double de la longueur du Royaume-Uni. Ce phénomène se forme régulièrement sous le vent d’Arsia Mons, un volcan martien culminant à 20 kilomètres d’altitude, plus du double de l’Everest. Le nuage apparaît chaque matin pendant plusieurs mois, au printemps et en été de l’hémisphère sud martien, avant de s’évaporer dans la journée. Découvert dès 2018 par la sonde européenne Mars Express, il avait déjà été observé sur des images des années 1970 prises par la sonde Viking 2 de la NASA. Son cycle régulier et sa taille exceptionnelle en font un phénomène unique dans le système solaire.
Le nuage AMEC est un nuage orographique, un type de nuage qui se forme lorsque le vent rencontre un relief, ici le volcan Arsia Mons. Sur Terre, ce mécanisme est connu, mais sur Mars, il produit un phénomène exceptionnel. Le vent, en butant contre le volcan, crée une onde orographique qui soulève brutalement des masses d’air humide. En quelques minutes, ces poches d’air montent de plusieurs kilomètres, se refroidissent de 30 degrés en 10 minutes et voient leur taux d’humidité exploser. Ce refroidissement extrême déclenche la formation du nuage, qui s’étire ensuite sous l’effet du vent.
Contrairement aux nuages terrestres, où la vapeur d’eau se condense autour de particules comme la poussière ou le sel (nucléation hétérogène), le nuage AMEC se forme par nucléation homogène. Cela signifie que la vapeur d’eau se transforme directement en cristaux de glace, sans support matériel. Ce phénomène, théorisé mais jamais observé dans une atmosphère planétaire, nécessite une humidité relative extrême, plus de 100 000 fois supérieure à celle de l’air terrestre. Sur Mars, les conditions réunies autour d’Arsia Mons permettent cette transformation unique, où la glace apparaît « comme des gouttes de condensation au milieu d’une pièce plutôt que sur une fenêtre ».
La formation du nuage AMEC repose sur des conditions spécifiques à Mars, notamment son atmosphère très ténue et la hauteur exceptionnelle du volcan Arsia Mons. Ces facteurs créent un environnement où l’air humide peut être soulevé et refroidi brutalement, atteignant des taux d’humidité et des températures propices à la nucléation homogène. Bien que des scientifiques aient envisagé ce mécanisme dans la haute atmosphère terrestre ou vénusienne, personne ne l’avait encore observé en action. Les auteurs de l’étude, dirigée par Jorge Hernández-Bernal du Laboratoire de météorologie dynamique (LMD/CNRS/Sorbonne Université), soulignent que leur modèle a dû intégrer une « physique exotique » pour reproduire fidèlement le nuage, confirmant son caractère exceptionnel.
L’étude, publiée dans la revue *Nature Geoscience*, s’appuie sur des données collectées par les trois caméras de *Mars Express*, une sonde européenne en orbite autour de Mars depuis 2003. Bien que le modèle utilisé ait permis de reproduire le nuage avec une précision « remarquable », certains aspects ne correspondent pas parfaitement aux observations. Les chercheurs prévoient de poursuivre leurs travaux en combinant les données de *Mars Express* avec celles de l’orbiteur *ExoMars TGO*, l’une des rares sondes capables d’observer Mars le matin, moment où le nuage se forme. Ces observations pourraient affiner la compréhension des mécanismes atmosphériques martiens et révéler d’autres phénomènes similaires.
