Pourquoi Mars n’a est-elle plus d’air malgré la présence d’une atmosphère ?
Il y a plusieurs milliards d’années, Mars ressemblait à la Terre : une atmosphère épaisse, un champ magnétique global, de l’eau liquide stable en surface. Aujourd’hui, il ne reste qu’un désert glacé enveloppé d’un voile ténu de gaz carbonique.
Entre les deux, la planète a laissé filer presque tout son air dans l’espace. Une étude publiée le 31 juillet 2026 dans Science Advances vient d’identifier l’un des principaux coupables.
Menés par Chi Zhang, du Center for Space Physics de l’université de Boston, les chercheurs se sont appuyés sur une alliance inédite : deux sondes en orbite martienne, l’américaine MAVEN et la chinoise Tianwen-1, observant Mars au même instant.
Leur verdict : l’atmosphère de la planète rouge est en partie emportée par un phénomène que les physiciens connaissent bien sur Terre, l’instabilité de Kelvin-Helmholtz.
Lire aussi :
- La NASA dévoile son nouvel allié dans la conquête de la Lune et de Mars : Athena qui entre dans l’histoire comme son plus puissant supercalculateur jamais construit
- Grâce à la France, on en sait enfin un peu plus sur ce qui a “tué” Mars
Le vent solaire souffle sur l’atmosphère martienne comme sur un lac selon cette étude sino-américaine
Le principe est étonnamment familier. Quand le vent souffle à la surface d’un lac, il ne glisse pas sagement : il froisse l’eau, forme des rides, puis des vagues qui finissent par déferler en petits rouleaux. Ce brassage à la frontière entre deux fluides qui se déplacent à des vitesses différentes porte un nom, l’instabilité de Kelvin-Helmholtz.
Sur Mars, le rôle du vent est tenu par le vent solaire, ce flot permanent de particules chargées expulsées par le Soleil. La planète rouge y paie là une vieille faiblesse : contrairement à la Terre, elle n’a plus de champ magnétique global pour la protéger. Rien ne dévie le vent solaire, qui vient donc frotter directement le sommet de la haute atmosphère. À cette frontière, entre les protons rapides du vent solaire et les ions planétaires plus lourds et plus lents (oxygène et dioxygène ionisés), naissent d’immenses vagues déferlantes.
En s’enroulant, elles détachent des paquets entiers de matière, ces « nuages de plasma » qui partent ensuite dériver dans l’espace.
Deux sondes américaine et chinoise pour cette étude
Ces nuages, les scientifiques les observaient depuis des années, mais sans parvenir à trancher leur origine. Le problème tenait à une limite physique agaçante : un seul engin ne peut pas être à deux endroits en même temps. Or, quand une sonde repère un nuage de plasma près de Mars, comment savoir s’il a été déclenché par une bourrasque du vent solaire ou par un phénomène né sur place ? Sans mesure simultanée du vent solaire en amont, impossible de conclure.
D’où l’astuce. Tianwen-1 a joué les sentinelles, postée en amont pour surveiller le vent solaire dans son état non perturbé, pendant que MAVEN plongeait au plus près de la planète pour suivre les ions qui s’échappaient. Pendant l’événement clé, la sonde chinoise a enregistré un vent solaire parfaitement calme, sans rafale ni onde de choc. La cause extérieure était donc écartée : il ne restait que l’instabilité née localement, à la frontière de l’atmosphère.
Que deux agences aussi peu coutumières du travail commun aient fourni, chacune, la moitié de la démonstration ne gâche rien à l’affaire.
Des bouffées bien plus violentes que le reste
L’atmosphère de Mars fuit par plusieurs canaux, la plupart lents et réguliers, comme le panache d’ions du côté jour ou l’échappement par la longue traîne magnétique côté nuit. Les nuages de Kelvin-Helmholtz, eux, jouent dans une autre catégorie. À l’intérieur de ces structures, le flux d’ions qui s’évadent est dix à cent fois supérieur à celui des canaux classiques.
| Canal de fuite | Flux moyen d’ions (cm⁻²·s⁻¹) | Régime |
|---|---|---|
| Nuages de Kelvin-Helmholtz | 10⁶ à 10⁸ | Transitoire, par bouffées |
| Traîne magnétique (côté nuit) | ≈ 1,2 × 10⁶ | Quasi permanent |
| Panache d’ions (côté jour) | ≈ 3,6 × 10⁵ | Quasi permanent |
Ces bouffées ne sont pas de simples soubresauts. En analysant 62 événements de nuages de plasma, l’équipe a calculé qu’ils arrachent à la planète environ 10²⁵ ions par seconde — de quoi rivaliser avec la traîne magnétique, l’un des grands canaux de fuite permanents. Les processus de Kelvin-Helmholtz peuvent durer au moins huit heures d’affilée, et ils propulsent les ions à des énergies élevées, jusqu’à un millier d’électronvolts.
Traduction pour les profanes : ces vagues ne se contentent pas de pousser l’atmosphère : elles la chauffent et l’accélèrent vers le grand vide.
Un phénomène qui frappe d’un seul côté
Surprise supplémentaire : la fuite n’est pas répartie uniformément autour de Mars. Les 62 événements se sont tous produits dans le même hémisphère, celui où le champ électrique du vent solaire pointe vers l’extérieur. La raison tient aux conditions qui favorisent la naissance des vagues de ce côté de la planète : un cisaillement de vitesse plus marqué, un champ magnétique plus faible, une géométrie propice que dans l’autre hémisphère.
Le duo de sondes a aussi permis une première : mesurer la taille réelle de ces nuages. En plaçant les deux engins à environ 1 900 kilomètres de distance, les chercheurs ont observé un cas où MAVEN détectait un nuage totalement invisible pour Tianwen-1.
La conclusion est que la structure était plus petite que l’écart entre les deux sondes. Les estimations précédentes, bâties sur un seul orbiteur, imaginaient des nuages de deux à six fois le rayon de Mars ; il faut désormais les voir bien plus compacts, sous la barre des 2 000 kilomètres. Une révision de taille, au sens propre.
Ce que Mars raconte de tous les mondes sans bouclier
MAVEN arrive en fin de mission, mais l’enquête ne s’arrête pas là : la sonde ESCAPADE de la NASA, déjà lancée, prendra le relais pour mesurer plus finement la part exacte de ces vagues dans la perte atmosphérique totale. Car une question demeure : combien, au juste, de l’air martien s’est-il envolé de cette façon au fil des milliards d’années ?
L’intérêt dépasse de loin le cas de Mars. Partout dans l’Univers, des planètes dépourvues de champ magnétique global se retrouvent exposées, sans défense, au souffle de leur étoile. Le mécanisme mis au jour ici, un brassage à la frontière de l’atmosphère avec des vagues qui déferlent et emportent la matière, pourrait valoir pour tous ces mondes nus.
En comprenant comment Mars a perdu son ciel, on apprend aussi à lire le destin d’innombrables planètes, chez nous comme autour d’autres soleils.
En résumé sur comment Mars perd son atmosphère :
Sources :
Science Advances :
- Chi Zhang et al., Simultaneous Mars-orbit observations reveal Kelvin-Helmholtz instability–driven bulk atmospheric ion escape.Sci. Adv.12,eaed9072(2026).DOI:10.1126/sciadv.aed9072
EurekAlert! (AAAS), How the sun is stripping away Mars’ atmosphere (août 2026)
https://www.eurekalert.org/news-releases/1138427
Communiqué officiel de l’université de Boston : explication du mécanisme, citations de Chi Zhang, perspective ESCAPADE.
Image de mise en avant : Représentation de l’interaction entre le vent solaire et le champ électrique – crédit : Chi Zhang, Université de Boston
