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Regards sur le système solaire : un cratère martien sous la glace © ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

| Gilles Dawidowicz

Regards sur le système solaire : un cratère martien sous la glace

La sonde européenne Mars Express, en orbite autour de la planète rouge depuis le 25 décembre 2003, poursuit son lent travail d’arpentage. L’Agence spatiale européenne nous offre un beau cadeau de saison.

Un impact des plus classiques.

Mars Express (MEX) possède des instruments scientifiques remarquables dont la Mars Express High Resolution Stereo Camera (HRSC), qui produit des images en haute résolution et permet de générer des scènes en 3D d’un réalisme étonnant. Voici donc une composition oblique obtenue grâce à cinq captations lors de passages à différentes altitudes de la sonde MEX au-dessus d’un cratère d’impact nommé Korolev. Prises sous différents angles, les photographies ont été assemblées et retraitées pour obtenir cette vue oblique du cratère.

Situé dans les hautes latitudes de l’hémisphère Nord, vers 73°N par 165°E, le cratère d’impact Korolev fait près de 82 km de diamètre. Il se trouve au sud de la vaste plaine Olympia Undae. Cette plaine dont la surface fait près de 470 000 km2 est essentiellement recouverte de champs de dunes entourant la calotte polaire Nord. Quant au cratère Korolev, c’est une dépression parfaitement circulaire, relativement fraîche et bien conservée, car peu altérée par l’érosion. Cet impact est typique d’une collision entre un astéroïde et une planète tellurique.

 

Un impact en milieu arctique.

Sur cette image oblique, le plancher du cratère Korolev apparaît comblé par une épaisse couche de glace qui vient lécher l’intérieur de ses remparts. Elle mesure environ 81 km de diamètre. Ce n’est pas de la neige (il neige très rarement sur Mars et uniquement en altitude, ce qui implique que la neige n’arrive jamais jusqu’à la surface), mais bien de la glace d’eau. La moitié des flancs intérieurs des remparts est recouverte de givre, tout comme la crête et l’on observe également quelques tâches sporadiques sur les flancs extérieurs des remparts : la glace résiste aux rayons du Soleil par plusieurs effets cumulés... Au centre du cratère, la glace atteint une épaisseur de 1 800 mètres, et l'on estime son volume total à environ 2 200 km3 ! Il s’agit d’une lentille de glace permanente, qui ne sublime jamais totalement et y persiste toute l’année malgré une probable rétractation partielle saisonnière. Il n’y a ici aucun lac, ni aucun ruissellement. Pas d’eau en phase liquide. Jamais.

L’existence de ce glacier permanent s’explique par un phénomène atypique appelé « piège à froid », qui se produit comme son nom l’indique dans un contexte topographique et climatique particulier. Nous sommes ici en présence d’une glacière à ciel ouvert. Le fond du cratère en forme de bol forme un piège pour l’air froid qui est suffisamment profond pour le retenir durablement. Cet air finit par précipiter au sol sous la forme de couche de givre qui s’accumule en couche glacée. Les dépôts se forment au fil du temps : la glace est ici un millefeuille, elle est stratifiée. Et plus la couche d’air froid et lourd circule au-dessus de la lentille, plus elle précipite au sol. C’est un phénomène qui s’auto-entretient. Au final, la lentille se comporte comme un bouclier qui protège et stabilise la glace et la couche d’air froid juste au-dessus de la glace et empêche de chauffer cette masse d’air. Au-dessus de la couche d’air froide circule les courants atmosphériques classiques martiens. Plus chauds. L’air étant un mauvais conducteur de chaleur, la topographie et la localisation du cratère exacerbe cet effet et maintiennent le cratère Korolev gelé en permanence.

Finalement, outre son aspect esthétique, ce cratère d’impact représente un sujet d’étude intéressant : carotter cette lentille de glace permettrait d’étudier l’évolution climatique martienne passée...

 

Gilles Dawidowicz est géographe et secrétaire général de la Société astronomique de France. Régulièrement pour Air & Cosmos, il s'intéresse désormais aux clichés les plus saisissants du système solaire, d'hier et d'aujourd'hui.

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