Vision numérique./Vision numérique/Getty Images
Les tempêtes de poussière se forment lorsque les vents soulèvent des particules rocheuses microscopiques, souvent de quelques micromètres de diamètre, dans l'atmosphère. Ces particules peuvent rester en suspension dans l’air pendant des heures, voire des mois, et lorsqu’elles finissent par se déposer, elles peuvent détacher davantage de matière de la surface. Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont observé de tels phénomènes que sur Terre et Mars.
Les atmosphères planétaires reçoivent plus d’énergie solaire au niveau de leurs équateurs qu’au niveau des pôles, créant un gradient de température et, par conséquent, un gradient de pression. L'atmosphère se déplace pour rétablir l'équilibre :l'air chaud s'élève près de l'équateur, se déplace vers les pôles où il se refroidit et revient vers l'équateur. La rotation de la planète module davantage la configuration globale des vents.
Bien que toutes les planètes rocheuses dotées d’une atmosphère devraient, en principe, supporter des tempêtes de poussière, ni Mercure ni Vénus n’en présentent. La fine atmosphère de CO₂ de Mercure est continuellement détruite par le vent solaire, et bien que de la poussière provenant d’impacts de météorites ait été détectée, aucune tempête soutenue ne se produit. On pensait autrefois que Vénus abritait des vents tourbillonnants poussés par la poussière, mais possède en réalité une atmosphère dense de CO₂ avec des couches de nuages d'acide sulfurique qui atténuent le mouvement de la poussière.
Sur Terre, les tempêtes de poussière sont plus fréquentes lors de sécheresses prolongées. Aux États-Unis, d’imposants panaches peuvent obscurcir les terres et réduire la visibilité. L'air chaud peut soulever la poussière du Sahara jusqu'à 4 500 m (≈14 800 pieds) et la transporter à travers l'Atlantique, polluant ainsi les Caraïbes. La poussière du désert de Gobi peut être transportée dans le Pacifique, mais une fois qu'elle atteint l'océan, le manque de matériaux de surface supplémentaires entraîne la dissipation de la tempête.
Mars accueille les plus grandes tempêtes de poussière du système solaire. Sa fine atmosphère de CO₂ – environ 1 % de la densité terrestre – permet aux vents de soulever la poussière d’oxyde de fer qui recouvre la planète. Ces tempêtes peuvent couvrir la planète entière et durer des mois. La poussière absorbe la lumière du soleil, réchauffe l’atmosphère et pousse les vents vers les pôles; les courants ascendants qui en résultent soulèvent encore plus de poussière, créant ainsi un cycle auto-entretenu. En tant que désert mondial, Mars fournit suffisamment de poussière en surface pour alimenter ces tempêtes persistantes.