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Sur Mars, le son se comporte plus étrangement que prévu

L'instrument SuperCam du rover Perseverance. Crédits : NASA

De nouvelles analyses faites grâce au rover Perseverance soulignent que le son se déplace beaucoup plus lentement sur Mars que sur Terre. Cela était attendu dans la mesure où l’atmosphère martienne propose moins de « support » permettant sa propagation. Plus surprenant en revanche, les sons graves et aigus ne se propagent pas à la même vitesse.

La principale mission de Perseverance est de mettre des échantillons de roche sous scellé en vue de leur prochain retour sur Terre. Accessoirement, le rover a également emporté un microphone dans ses bagages. Au début de l’année dernière, et pour la toute première fois, nous avons ainsi pu entendre des sons à la fois naturels et synthétiques sur Mars, provoqués par les vents, mais aussi les clics du laser à balayage de roche de Perseverance ou encore par les craquements de ses roues sur le sol.

Que le microphone de Perseverance détecte ces sons n’était pas garanti. En effet, le son a besoin d’un support pour se propager. Et de ce côté là, avec sa pression atmosphérique extrêmement basse au niveau du sol, l’atmosphère martienne de la planète rouge n’offre pas beaucoup de matière.

Grâce à ces données clairement audibles, des chercheurs du Los Alamos National Lab, au Nouveau-Mexique, ont pu mesurer la vitesse du son sur Mars. Ces travaux, présentés du 7 au 11 mars derniers au Texas, révèlent que les ondes sonores se déplacent plus lentement dans l’atmosphère de Mars que sur Terre : 343 m/s contre 240 m/s.

Cela a du sens. Comme dit plus haut, la vitesse du son dépend en effet de la densité du matériau traversé par les ondes sonores (outre certaines autres variables, notamment la température). Cependant, l’analyse de ces données a également révélé quelques bizarreries sur le son martien auxquelles les scientifiques ne s’attendaient pas.

mars perseverance
Crédits : NASA/JPL

Les aigus avant les graves

Les mesures effectuées soulignent en effet que les sons aigus se propagent plus rapidement que les notes graves. Ce type de comportement n’avait jamais été observé (sans manipulations humaines, bien entendu).

D’après les chercheurs, cela pourrait s’expliquer par les fluctuations thermiques enregistrées dans les dix premiers kilomètres de l’atmosphère de Mars au-dessus de la surface. Pendant la journée, alors que les rayons solaires frappent et réchauffent la roche, les courants d’air convectifs et la turbulence remuent cette couche d’air, ce qui modifie le comportement des molécules de dioxyde de carbone qui composent la majorité de l’atmosphère martienne.

Or, il semblerait que les propriétés uniques des molécules de dioxyde de carbone à basse pression entraînent un changement de vitesse du son en plein milieu de la bande passante audible (20 Hertz à 20 000 Hertz).

À des fréquences supérieures à 240 Hertz, « les modes vibrationnels activés par collision des molécules de dioxyde de carbone n’ont pas assez de temps pour se détendre ou revenir à leur état d’origine, ce qui se traduit par des ondes sonores à des fréquences plus élevées parcourant plus de 10 m/s plus rapidement que les basses fréquences« , notent les chercheurs. Autrement dit, si vous vous teniez sur Mars en écoutant de la musique lointaine, vous entendriez des sons plus aigus avant d’entendre les plus graves. L’expérience pourrait être assez déroutante !

Naturellement, étant donné que tout astronaute humain voyageant vers Mars devra porter des combinaisons spatiales pressurisées avec un équipement de communication, il est peu probable que cela pose un problème immédiat. Toutefois, cela pourrait être un concept amusant pour les auteurs de science-fiction.