Colonnes tourbillonnantes de sable et de poussière, connus sous le nom de diables de poussière, sont une caractéristique des zones désertiques sur Mars et sur Terre. Maintenant, une étude des diables de poussière terrestres a montré qu'environ les deux tiers des particules fines soulevées par ces tourbillons peuvent rester en suspension dans l'atmosphère et être transportées autour du globe. Les résultats ont des implications pour le climat et le temps des deux planètes et, potentiellement, la santé humaine ici sur Terre. Les résultats seront présentés par le Dr Jan Raack de l'Open University au Congrès européen des sciences planétaires (EPSC) 2017 à Riga, Lettonie lundi, 18 septembre 2017.

L'étude de Raack et d'une équipe internationale de collaborateurs donne des informations importantes sur la contribution des diables de poussière aux aérosols minéraux dans les atmosphères planétaires. Environ la moitié de la poussière soulevée dans l'atmosphère martienne chaque année proviendrait des diables de la poussière. Cependant, à ce jour, la structure de ces tourbillons n'a pas été bien comprise. Comme les diables de poussière terrestres agissent de manière très similaire à ceux de Mars, Raack et ses collègues ont mené plusieurs campagnes sur le terrain au cours des cinq dernières années pour étudier les diables de poussière dans trois déserts différents sur Terre, en Chine, Maroc et USA. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de grains soulevés par des diables de poussière à différentes hauteurs, ont étudié les traces laissées par les diables de poussière à la surface et mesuré les propriétés physiques et météorologiques des diables de poussière.

Raack explique :« La méthode d'échantillonnage est simple, même si elle n'est pas vraiment agréable à mettre en œuvre car elle implique un sablage. Essentiellement, nous couvrons un tuyau en aluminium de 5 mètres avec du ruban adhésif double face et tombons sur un diable de poussière actif. Nous tenons la flèche droite sur le chemin d'un diable de poussière et attendons que le diable de poussière passe au-dessus de la flèche. De nombreux grains sont collectés sur le ruban adhésif, qui sont conservés sur place en pressant des sections de ruban de différentes hauteurs sur des lames de verre."

De retour au labo, les lames de verre sont analysées au microscope optique et tous les grains sont mesurés et comptés pour obtenir des distributions granulométriques relatives détaillées des diables de poussière échantillonnés. Les résultats présentés à EPSC 2017 portent sur des échantillons prélevés lors de campagnes de terrain dans le sud et le sud-ouest du Maroc, financé par Europlanet et soutenu par le Centre Ibn Battuta de Marrakech.

"Nous avons constaté que les diables de poussière que nous avons mesurés ont une structure très similaire, malgré des forces et des dimensions différentes. La distribution granulométrique des particules au sein des diables de poussière semble correspondre à la distribution granulométrique de la surface sur laquelle elles passent. Nous avons pu confirmer la présence d'une jupe de sable - la partie inférieure du diable de poussière avec une forte concentration de gros grains de sable - et la plupart des particules n'ont été soulevées que dans le premier mètre. Cependant, la diminution du diamètre des grains avec la hauteur est presque exponentielle, " dit Raack.

Dans les diables de poussière terrestres, l'équipe a découvert qu'environ 60 à 70 % de toutes les fines particules de poussière (d'un diamètre allant jusqu'à trois centièmes de millimètre) semblent rester en suspension. Ces petits aérosols minéraux peuvent être transportés sur de longues distances sur Terre et ont une influence sur le climat et la météo. Ils peuvent également atteindre des zones peuplées, affectant la qualité de l'air et la santé humaine. Sur Mars aride, où la majeure partie de la surface est désertique et la teneur en poussière est beaucoup plus élevée, l'impact est encore plus grand.

Une analyse plus approfondie des ensembles de données comprendra des mesures météorologiques des diables de poussière qui seront utilisées pour interpréter les données obtenues par les atterrisseurs et les rovers sur Mars, y compris le rover Curiosity et les prochaines missions d'atterrisseur ExoMars et InSight.