Mars Express correspond à un pic de méthane mesuré par la Curiosity
Mise à jour par Curiosity : pic de méthane confirmé et éclipses martiennes observéesUn pic de méthane détecté par le rover Curiosity de la NASA en 2013 a été confirmé par des chercheurs réanalysant les données capturées par l’orbiteur Mars Express de l’Agence spatiale européenne (ESA) au cours des 20 premiers mois de Curiosity sur la surface martienne.
Curiosity a détecté un fort signal de méthane le 15 juin 2013. La nouvelle analyse montre que l’instrument du spectromètre planétaire de Fourier ( PFS ) à bord de Mars Express a capté le signal le lendemain alors que l’orbiteur passait au-dessus du cratère Gale. L’étude récemment publiée a profité d’une nouvelle technique d’observation qui a permis la collecte de plusieurs centaines de mesures dans une zone sur une courte période de temps.
« Bien que les parties par milliard signifient en général une quantité relativement faible, c’est tout à fait remarquable pour Mars – notre mesure correspond à une moyenne d’environ 46 tonnes de méthane qui était présent dans la zone de 49 000 kilomètres carrés (environ 18 919 miles) observée depuis notre orbite », a déclaré Giuranna.
« Nos nouvelles données de Mars Express, prises un jour après l’enregistrement de Curiosity, changent l’interprétation de l’origine du méthane, en particulier lorsque l’on considère les modèles de circulation atmosphérique mondiale ainsi que la géologie locale », a déclaré Giuranna. « Sur la base des preuves géologiques et de la quantité de méthane que nous avons mesurée, nous pensons qu’il est peu probable que la source soit située dans le cratère. »
L’équipe de recherche continuera de réanalyser les données précédemment recueillies sur Mars Express tout en poursuivant la surveillance atmosphérique continue et en coordonnant certaines observations avec l’ExoMars Trace Gas Orbiter ( TGO ), qui a commencé ses observations scientifiques en avril 2018.
Curiosity a photographié Phobos, la plus grande des deux lunes, le 26 mars 2019. Parce que Phobos, qui mesure 16 miles (26 kilomètres) à son point le plus large, ne couvre pas complètement le Soleil, cela est considéré par les scientifiques comme une éclipse annulaire . Le rover a photographié Deimos, qui ne mesure que 10 miles de large dans sa largeur maximale, le 17 mars 2019. Deimos est si petit par rapport au disque du Soleil dans le ciel martien que son passage devant le Soleil est considéré comme un transit.
« Plus d’observations au fil du temps aident à cerner les détails de chaque orbite », a déclaré Mark Lemmon de l’Université Texas A&M, College Station, co-investigateur avec Mastcam de Curiosity. « Ces orbites changent tout le temps en réponse à l’attraction gravitationnelle de Mars, de Jupiter ou même de chaque lune martienne tirant l’autre. »
En plus des images d’éclipse prises par MastCam, l’une des deux caméras de navigation ( NavCams ) de Curiosity a observé l’ombre de Phobos assombrissant momentanément le ciel au coucher du soleil alors que la lune passait au-dessus du rover le 25 mars 2019.
Il y a eu huit observations de Deimos transitant par le Soleil par Esprit, Opportunité ou Curiosité. Les éclipses de Phobos ont été capturées 40 fois. A chaque nouvelle observation d’éclipse depuis la planète rouge, l’incertitude des orbites de ses deux lunes diminue.
Le gaz détecté par le rover Curiosity pourrait avoir été libéré du pergélisol martien fracturé 
Une bouffée de méthane détectée par le rover Curiosity de la Nasa sur Mars pourrait avoir été libérée d’une couche de pergélisol contenant des bulles de gaz qui a été fracturée par un événement géologique, ont déclaré des chercheurs.
C’est la première fois que des scientifiques identifient une source potentielle de méthane sur Mars , bien que la communauté scientifique soit toujours divisée sur la question de savoir si le gaz est réellement produit sur la planète. Certains disent que les détections de méthane sur Mars sont fausses ou proviennent d’autres sources telles que le rover lui-même.
Le 16 juin 2013, les instruments de Curiosity ont enregistré un pic de méthane dans le cratère Gale , un bol de 96 milles de large où le rover a atterri en août 2012. Depuis lors, il a trouvé des preuves de variations saisonnières du méthane , avec des niveaux de gaz montant et descendant avec les étés et les hivers martiens.
Dans la dernière étude, Marco Giuranna et ses collègues de l’Institut national d’astrophysique de Rome se sont tournés vers un instrument de l’orbiteur Mars Express de l’Agence spatiale européenne pour rechercher davantage de preuves de présence de méthane sur Mars.
Les scientifiques ont utilisé le spectromètre de Fourier planétaire (PFS) de l’orbiteur pour rechercher du méthane dans et autour du cratère Gale de décembre 2012 à juillet 2014. L’instrument n’a repéré le méthane qu’une seule fois, le même jour, Curiosity a détecté le pic soudain dans le gaz.
« Notre découverte constitue la première confirmation indépendante d’une détection de méthane », a déclaré Giuranna. « Avant notre étude, les détections de méthane sur Mars , qu’elles soient in situ, en orbite ou à partir de télescopes terrestres, n’étaient pas confirmées par des observations indépendantes. »
Alors que le rover Curiosity a mesuré une concentration de méthane de 5,78 parties par milliard (ppb) dans le cratère Gale le 16 juin 2013, l’instrument Mars Express a enregistré 15,5 ppb dans la colonne d’atmosphère au-dessus du cratère, rapportent les scientifiques dans Nature Geoscience .
Dans une tentative de retracer la source du méthane, les scientifiques ont divisé une vaste région autour du cratère Gale en une grille avec des carrés de 250 km de chaque côté. Des chercheurs de l’Institut royal belge d’ aéronomie spatiale à Bruxelles ont utilisé des modèles informatiques pour simuler un million de scénarios d’émission différents dans chaque carré. Pendant ce temps, des géologues aux États-Unis et en Italie ont scruté la région autour du cratère à la recherche de caractéristiques susceptibles de libérer du méthane.
« Les résultats sont quelque peu surprenants », a déclaré Manish Patel, un chercheur de l’Open University qui travaille sur la mission TGO. « Comparer ces résultats à ce que nous voyons avec les instruments de chasse au méthane spécialement conçus sur TGO nous en dira beaucoup. »
« La vérification des observations de Curiosity par l’instrument PFS nous donne certainement beaucoup à réfléchir », a déclaré Patel. « Disons simplement que cela fera une discussion intéressante dans la communauté alors que nous cherchons à résoudre les observations des mesures existantes et nouvelles du méthane sur Mars.
« Comme toujours, Mars et les scientifiques qui l’étudient ont encore beaucoup de surprises dans leurs manches. »
Une nouvelle analyse des données recueillies par Mars Express de l’ESA au cours des 20 premiers mois de la mission Curiosity de la NASA a révélé un cas de détection de méthane corrélé, la première fois qu’une mesure in situ a été confirmée de manière indépendante depuis l’orbite.
La molécule attire une telle attention car sur Terre, le méthane est généré par des organismes vivants, ainsi que par des processus géologiques. Parce qu’il peut être détruit rapidement par des processus atmosphériques, toute détection de la molécule dans l’atmosphère martienne signifie qu’elle doit avoir été libérée relativement récemment – même si le méthane lui-même a été produit il y a des millions ou des milliards d’années et qu’il est resté piégé dans des réservoirs souterrains jusqu’à maintenant.
Maintenant, pour la première fois, un signal fort mesuré par le rover Curiosity le 15 juin 2013 est étayé par une observation indépendante du spectromètre planétaire de Fourier (PFS) à bord de Mars Express le lendemain, alors que le vaisseau spatial survolait le cratère Gale.
L’étude a exploité une nouvelle technique d’observation, permettant la collecte de plusieurs centaines de mesures dans une zone sur une courte période de temps. Les équipes ont également développé une technique d’analyse raffinée pour tirer le meilleur parti de leurs données.
« En général, nous n’avons détecté aucun méthane, à part une détection définitive d’environ 15 parties par milliard en volume de méthane dans l’atmosphère, qui s’est avérée être un jour après que Curiosity ait signalé un pic d’environ six parties par milliard », dit Marco Giuranna de l’Institut d’astrophysique spatiale et de planétologie de Rome, en Italie, chercheur principal de l’expérience PFS et auteur principal de l’article rapportant les résultats dans Nature Geoscience aujourd’hui.
« Bien que les parties par milliard signifient en général une quantité relativement faible, c’est assez remarquable pour Mars – notre mesure correspond à une moyenne d’environ 46 tonnes de méthane qui était présente dans la zone de 49 000 kilomètres carrés observée depuis notre orbite. »
Dix autres observations de la période d’étude de Mars Express qui n’ont rapporté aucune détection à la limite de la sensibilité du spectromètre correspondaient à une période de faibles mesures rapportées par Curiosity.
Localiser la source
Au moment de la détection de Curiosity, on a émis l’hypothèse que le méthane provenait du nord du rover, parce que les vents dominants étaient vers le sud, et que la libération s’est probablement produite à l’intérieur du cratère.
« Nos nouvelles données Mars Express, prises un jour après l’enregistrement de Curiosity, changent l’interprétation de l’origine du méthane, en particulier lorsque l’on considère les modèles de circulation atmosphérique globale ainsi que la géologie locale », ajoute Marco.
« Sur la base des preuves géologiques et de la quantité de méthane que nous avons mesurée, nous pensons qu’il est peu probable que la source soit située dans le cratère. »
Marco et ses collègues ont effectué deux analyses indépendantes pour se concentrer sur les régions sources potentielles du méthane, divisant une vaste région autour du cratère Gale en grilles d’environ 250 sur 250 kilomètres carrés.
Dans une étude, des collaborateurs de l’Institut royal belge d’aéronomie spatiale à Bruxelles ont appliqué des simulations informatiques pour créer un million de scénarios d’émissions pour chaque carré, afin de prédire la probabilité d’émission de méthane pour chacun de ces emplacements. Les simulations ont pris en compte les données mesurées, les schémas de circulation atmosphérique attendus, ainsi que l’intensité et la durée des rejets de méthane sur la base du phénomène géologique de « infiltration de gaz ».
Dans l’autre étude parallèle, des géologues de l’Institut national de géophysique et de volcanologie de Rome, en Italie, et du Planetary Science Institute de Tucson, en Arizona, ont scruté la région autour du cratère Gale à la recherche de caractéristiques où des infiltrations de gaz sont attendues – ce sont le genre de caractéristiques qui pourrait être associé à un dégagement de méthane.
Ce processus est bien connu sur Terre pour se produire le long des failles tectoniques et des champs de gaz naturel, avec une variété d’intensités de libération. Par exemple, sur Terre, les émissions de gaz des volcans de boue actifs sont généralement continues avec des variations de fond, mais aussi avec de fortes rafales soudaines, tandis que d’autres suintements peuvent libérer du gaz par intermittence.
La libération épisodique de gaz, c’est-à-dire une quiescence généralement longue sans émission entre des rafales de courte durée, est typique de l’expulsion de gaz provenant de petits suintements ou «mourants» ou dus à des événements sismiques. Sur Mars, des expulsions épisodiques de gaz pourraient également se créer lors d’un impact de météorite, libérant du gaz emprisonné sous la surface.
«Nous avons identifié des failles tectoniques qui pourraient s’étendre sous une région proposée pour contenir de la glace peu profonde. Étant donné que le pergélisol est un excellent joint pour le méthane, il est possible que la glace ici puisse piéger le méthane souterrain et le libérer épisodiquement le long des failles qui traversent cette glace », explique le co-auteur Giuseppe Etiope de l’Institut national de géophysique et de volcanologie de Rome. .
« De manière remarquable, nous avons vu que la simulation atmosphérique et l’évaluation géologique, réalisées indépendamment l’une de l’autre, suggéraient la même région de provenance du méthane. »
« Nos résultats soutiennent l’idée que la libération de méthane sur Mars pourrait être caractérisée par de petits événements géologiques transitoires plutôt que par une présence mondiale en constante reconstitution, mais nous devons également mieux comprendre comment le méthane est retiré de l’atmosphère et comment réconcilier le Mars Express données avec les résultats d’autres missions », ajoute le co-auteur Frank Daerden de l’Institut royal belge d’aéronomie spatiale à Bruxelles.
« Nous allons réanalyser davantage de données collectées par notre instrument dans le passé, tout en poursuivant nos efforts de surveillance en cours, notamment en coordonnant certaines observations avec l’ExoMars Trace Gas Orbiter », conclut Marco.
L’ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter, qui est conçu pour faire l’inventaire le plus détaillé de l’atmosphère martienne à ce jour, a commencé ses observations scientifiques en avril 2018.
« Avec le vaisseau spatial et sa charge utile toujours opérationnels, Mars Express est l’une des missions spatiales les plus réussies à être envoyées sur la planète voisine de la Terre. Nous nous attendons à une science plus passionnante des efforts conjoints des deux orbiteurs de l’ESA sur Mars.
https://www.theguardian.com/science/2019/apr/01/scientists-uncover-potential-source-methane-mars