L’atmosphère martienne est très différente de celle de la Terre. Mais cette trace de vapeur d'eau joue toujours un rôle important dans le climat.
La NASA s'intéresse beaucoup à l'atmosphère, au temps et au climat de Mars. Plus ils en savent sur Mars, plus ils peuvent planifier efficacement des missions. Et comprendre Mars d'aujourd'hui peut nous aider à comprendre l'histoire du système solaire, comment les planètes évoluent et à quoi ressemblait le climat de Mars dans le passé antique.
La NASA a toute une équipe dédiée à la compréhension du climat martien. Il s’appelle le Mars Climate Modeling Center. Leur travail se concentre sur les trois composants critiques de l'atmosphère martienne: la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et la poussière. Dans la simulation ci-dessous, des nuages de glace d'eau se forment et se dispersent tout au long de la journée.
Les nuages martiens sont beaucoup plus fins que les nuages sur Terre. Mais ils se comportent de la même manière. La simulation ci-dessus montre une journée d'été dans l'hémisphère nord. Les nuages se forment au-dessus de l'équateur la nuit et sont plus épais juste avant le lever du soleil. Comme le soleil réchauffe l'atmosphère pendant la journée, ils se dissipent, puis au crépuscule, ils recommencent à se former.
La simulation provient du Mars Climate Modeling Center et montre que même si les nuages sont plus fins que la Terre, ils jouent un rôle vital dans les systèmes éoliens de la planète. Et cela signifie qu'ils contribuent également à façonner le mouvement de l'eau autour de la planète.
Le Climate Modeling Center utilise de puissants superordinateurs pour créer ces simulations. Une atmosphère planétaire est extrêmement complexe et il faut des ordinateurs puissants et des modèles sophistiqués pour la comprendre. Au Centre de modélisation, ils s'appuient sur les modèles de circulation générale (GCM) pour une grande partie de leur travail.
L’un des axes de travail du Centre consiste à comprendre le cycle actuel de l’eau sur Mars. Sur le site Web du Centre, on peut lire: «Nous souhaitons déterminer si le cycle de l'eau observé est uniquement le résultat d'un échange avec le cap résiduel nord, ou si d'autres sources telles qu'un régolithe actif sont nécessaires.» Actuellement, ils modélisent Mars avec la calotte polaire nordique comme seule source d'eau. Leurs simulations donnent de bons résultats, mais il reste des problèmes.
Le Centre de modélisation essaie également de comprendre l’ancien Mars et comment il aurait pu avoir un environnement chaud et humide il y a des milliards d’années, lorsque le Soleil était plus faible. Une possibilité est que Mars avait une atmosphère de CO2 beaucoup plus épaisse qui retenait plus de chaleur. Une autre possibilité implique le changement climatique généré par l'impact.
Un autre centre d'intérêt du Centre est la poussière martienne. Il est clair que la poussière joue un rôle énorme sur Mars, mais ce n'est pas bien compris. Sur le site Web du Climate Modeling Center, il est dit: «… il devient de plus en plus clair que les paramétrisations utilisées dans les MCG pour le dépoussiérage ne capturent pas la physique impliquée dans tous les événements de dépoussiérage.
Périodiquement, la planète est enveloppée de tempêtes de poussière mondiales qui peuvent persister pendant des mois. Comprendre ces tempêtes est nécessaire pour réussir des missions sur la planète. La NASA savait à l'avance que l'atterrisseur InSight arriverait sur Mars vers la fin d'une tempête de poussière, et ils se sont préparés en conséquence. Grâce à la modélisation du climat, la NASA savait que pendant les tempêtes de poussière, la haute atmosphère se réchauffe, tandis que la basse atmosphère se refroidit. Les ingénieurs de la mission ont préparé InSight à fonctionner dans ces conditions.
Le Climate Modeling Center n'est qu'une des façons dont la NASA utilise les superordinateurs. Lors de la Conférence internationale du Supercalcul (SC 19) à Denver du 18 au 22 novembre, ils ont présenté 38 de leurs projets informatiques, y compris leur avion électrique X-57, une simulation de la façon dont les premières galaxies co-évoluent avec le gaz qui les entoure, et un efforts pour cartographier et quantifier les arbres en Afrique subsaharienne.
Plus:
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