SUR MARS, UN NUAGE DE 1 800 KM POURRAIT NAÎTRE SANS POUSSIÈRE

Les nuages ont besoin de graines. Sur Terre comme sur Mars, la vapeur d’eau se change d’ordinaire en gouttelettes ou en cristaux de glace en se condensant sur de minuscules particules déjà en suspension dans l’air. C’est la nucléation hétérogène. En théorie, des cristaux peuvent aussi naître directement de la vapeur, sans aucune graine : c’est la nucléation homogène. Mais elle exige un excès d’humidité gigantesque. Sur Terre, on la juge impossible dans les conditions atmosphériques réelles ; sur Mars, il faudrait un rapport de saturation d’environ 100 000, jugé hors d’atteinte car la poussière abondante absorberait la vapeur avant.

Une équipe du Laboratoire de météorologie dynamique et du LATMOS, à Paris, soutient qu’un étrange nuage martien montre le contraire.

Le nuage qui pousse sur un volcan

Le nuage allongé d’Arsia Mons se forme chaque matin, pendant une partie de la saison des poussières sur Mars, sur le flanc ouest du volcan Arsia Mons, à environ 45 kilomètres d’altitude. Il apparaît au lever du soleil, s’étire très vite pendant trois heures, puis se détache du volcan. À son maximum, il peut atteindre 1 800 kilomètres de long, tiré par le vent.

Plusieurs explications avaient été proposées — de l’eau montée par les vents de pente, des poches froides créées par des ondes atmosphériques — mais aucune ne reproduisait sa longue traîne fine.

Une poche froide au-dessus de la montagne

J. Hernández-Bernal, A. Määttänen, A. Spiga et F. Forget ont simulé la région avec un modèle météorologique martien d’une résolution de 10 kilomètres. Avec la physique des nuages habituelle, le modèle échoue : pas de traîne. Il produit pourtant des ondes soulevées par le volcan, qui refroidissent une large zone à l’ouest.

Dans une petite « poche froide centrale » sur le flanc ouest — exactement là où naît le vrai nuage —, l’air est soulevé de plusieurs kilomètres et se refroidit de 0,05 degré par seconde pendant 800 secondes, jusqu’à moins de 130 kelvins. L’humidité y atteint environ 100 000 fois la saturation. Dans ces conditions, un modèle de microphysique séparé montre des centaines de cristaux de glace par centimètre cube qui naissent directement de la vapeur.

A : le nuage vu par Mars Express. B : simulation avec la formation de glace ordinaire, sur poussière — pas de traîne. C : en ajoutant la glace qui naît directement de la vapeur — la traîne apparaît. — Figure 1, Hernández-Bernal et al. (2026), arXiv:2609.37259.

Pourquoi la traîne est si longue

Une fois ajoutée au modèle, la glace sans poussière reproduit le nuage : sa naissance, sa traîne, le rétrécissement de sa tête et son détachement plus tard dans la matinée, quand la poche froide s’estompe. L’explication de sa longueur est élégante. Les nouveaux cristaux grossissent jusqu’à être en équilibre avec l’air qui les entoure. Autour, l’air reste sursaturé, faute d’assez de poussière pour former un nuage. La traîne, déjà à l’équilibre, reste simplement stable pendant que le vent l’emporte.

L’épaisseur du nuage simulé et la taille de ses particules (environ 0,25 micromètre) correspondent aux observations. D’autres chiffres pas encore : le nuage simulé est 30 à 50 % plus étroit, démarre environ 1,5 heure trop tard, et sa longueur maximale avant détachement vaut environ le quart de la réelle. L’équipe a aussi testé une autre piste — de la glace formée sur des poussières très fines — et n’a obtenu que des brumes étendues, jamais la traîne nette.

Un brouillon avec un avertissement

La version déposée sur arXiv sort de l’ordinaire : les auteurs eux-mêmes précisent en tête que c’est le texte d’avant la relecture par les pairs, qui « contient des erreurs et inexactitudes connues, corrigées pendant la relecture ». La version relue, acceptée dans Nature Geoscience, porte un titre plus prudent — les nuages « suggèrent », au lieu de « démontrent », la nucléation homogène. Le texte amélioré ne peut pas être diffusé librement avant six mois.

Si la conclusion tient, un processus enseigné mais jugé purement théorique aurait été pris sur le fait pour la première fois dans l’atmosphère d’une planète. Les auteurs veulent maintenant savoir s’il se produit ailleurs sur Mars, et si la haute atmosphère terrestre pourrait elle aussi le cacher.