Les éruptions solaires pourraient avoir provoqué la disparition d'une grande partie de l'atmosphère de Mars dans la jeunesse de la planète rouge, selon les premiers résultats scientifiques de Maven, la dernière sonde orbitale de la Nasa. Ce sont les conclusions d'une des quatre études menées à partir des données collectées par les instruments de l'orbiteur, publiées jeudi dans la revue américaine Science. Une autre étude indique une plus grande densité d'oxygène atmosphérique qu'estimé précédemment. "Ces nouvelles données révèlent quelques surprises ainsi que certains ajustements des théories avancées initialement", résume la Nasa.

Des mesures de la haute atmosphère martienne montrent notamment un taux d'échappement dans l'espace des flux de particules ionisées nettement accéléré (dix fois plus rapide que la normale) pendant une éruption solaire au printemps dernier, ce qui pourrait donner une indication du mécanisme par lequel Mars a perdu une grande partie de son atmosphère et est devenu le grand désert aride d'aujourd'hui, explique Bruce Jakosky, de l'Université du Colorado à Boulder, l'un des principaux auteurs de ces travaux.

Une importante variation de température

Étant donné la probabilité que ces éruptions devaient se produire plus fréquemment dans l'enfance du système solaire, ces chercheurs suggèrent que les taux d'échappement dans l'espace des particules formant l'atmosphère de Mars était largement liés à cette activité du soleil. Les instruments de Maven ("Mars Atmosphere and Volatile Evolution") fournissent une visualisation du champ magnétique martien bombardé par des jets de matière ionisée pendant cette puissante éruption du soleil, au mois de mars dernier.

Une seconde étude menée par Stephen Bougher, professeur à l'Université du Michigan, a analysé des données recueillies lors de deux plongées de Maven dans l'atmosphère de Mars pour déterminer la nature de la thermosphère et de la ionosphère. Durant ces explorations, les instruments ont détecté une importante variation de température selon les altitudes, ainsi que des mélanges stables de CO2, d'argon et d'oxyde nitreux. Ils ont aussi mesuré des quantités d'oxygène plus grandes qu'estimé précédemment.

Aurore boréale

La densité de ces éléments à près de 200 kilomètres d'altitude variait de façon importante à chaque orbite de la sonde, ce qui suggère selon ces scientifiques que ces variations pourraient résulter des ondes gravitationnelles interagissant avec les vents à des élévations plus basses. Ces résultats devraient aider les chercheurs à mieux comprendre les interactions entre les vents solaires et l'atmosphère martienne, et plus particulièrement les mécanismes physiques limitant l'échappement atmosphérique dans l'espace par le biais de ces interactions.

Une troisième étude avec Maven montre une aurore boréale à une basse altitude de seulement 60 kilomètres, très similaire à celles observées sur la Terre, une observation sans précédent. Ces phénomènes lumineux spectaculaires sont provoqués par l'interaction entre les particules ionisées des vents solaires et l'atmosphère. Enfin, une quatrième étude dirigée par Laila Andersson à l'Université du Colorado a analysé des nuages de poussières détectés à des altitudes variant entre 150 et 1 000 kilomètres.

Aucun processus connu ne peut transporter de telles concentrations de poussière à ces altitudes au-dessus du sol, expliquent les chercheurs, qui excluent aussi les lunes de Mars comme source d'attraction vu la taille et la distribution des particules. Selon eux, il s'agirait plutôt de poussières d'origine interplanétaire. Maven est dotée de huit instruments, dont un spectromètre de masse pour déterminer les structures moléculaires des gaz atmosphériques, et le capteur SWEA (Solar Wind Electron Analyser), mis au point par l'Institut français de recherche en astrophysique, qui analyse le vent solaire. Lancée le 18 novembre 2013 de Cap Canaveral, en Floride, la sonde de 2,45 tonnes s'est insérée dans l'orbite martienne en septembre 2014.