Les chercheurs ont observé une accumulation dramatique d'ozone à l'intérieur du vortex polaire nord de Mars, où le froid extrême et l'obscurité gèlent la vapeur d'eau. Ce phénomène, détecté à l'aide de données des orbiteurs de l'ESA et de la NASA, offre des perspectives sur l'ancienne chimie atmosphérique de la planète et sa potentielle habitabilité. Les résultats ont été présentés lors d'une réunion conjointe à Helsinki.
Le vortex polaire nord sur Mars crée des conditions hivernales rudes, avec des températures chutant d'environ 40 degrés Celsius plus froides qu'à l'extérieur, depuis près de la surface jusqu'à 30 kilomètres d'altitude. Ce froid extrême, combiné à l'obscurité continue pendant le long hiver martien, fait geler et s'accumuler la vapeur d'eau rare dans l'atmosphère sur la calotte glaciaire polaire.
Normalement, la lumière ultraviolette du soleil décompose les molécules de vapeur d'eau, qui réagissent ensuite avec et détruisent l'ozone. Cependant, lorsque la vapeur d'eau gèle complètement, ces réactions destructrices cessent, permettant aux niveaux d'ozone de monter sans entrave à l'intérieur du vortex. « L'ozone est un gaz très important sur Mars – c'est une forme très réactive d'oxygène et il nous indique à quelle vitesse la chimie se déroule dans l'atmosphère », a déclaré le Dr Kevin Olsen de l'Université d'Oxford, qui a dirigé l'étude.
En mesurant la variabilité de l'ozone, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment l'atmosphère de Mars a évolué au fil du temps, y compris si elle a autrefois eu une couche d'ozone protectrice similaire à celle de la Terre. Une telle couche aurait pu protéger la surface des rayonnements ultraviolets, rendant potentiellement la planète plus hospitalière pour la vie il y a des milliards d'années. Le rover ExoMars Rosalind Franklin de l'Agence spatiale européenne, prévu pour un lancement en 2028, vise à rechercher des signes de vie ancienne.
Le vortex polaire se forme dans le cadre du cycle saisonnier de Mars, entraîné par son inclinaison axiale de 25,2 degrés. Comme sur Terre, il peut se déstabiliser et dériver, offrant de rares opportunités d'étude. « Parce que les hivers au pôle nord de Mars connaissent une obscurité totale, comme sur Terre, ils sont très difficiles à étudier », a noté Olsen.
Les observations proviennent de l'ExoMars Trace Gas Orbiter de l'ESA, utilisant sa suite de chimie atmosphérique pour analyser l'absorption de la lumière solaire à travers l'atmosphère. Pour sonder l'intérieur sombre du vortex, les chercheurs ont croisé les données avec le Mars Climate Sounder de l'orbiteur Mars Reconnaissance de la NASA, identifiant des chutes soudaines de température comme signes d'entrée. « Nous avons cherché une chute soudaine de température – un signe certain d'être à l'intérieur du vortex », a expliqué Olsen. Ces résultats, présentés à la réunion conjointe EPSC-DPS2025 à Helsinki, mettent en évidence les différences de chimie atmosphérique à l'intérieur et à l'extérieur du vortex.