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Un ancien océan martien révélé par le radar de Mars Express

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De forts indices, comme la trace d'anciens rivages, indiquent que Mars a déjà porté au moins un océan éphémère. Le radar Marsis, installé sur la sonde Mars Express de l'Esa, en orbite autour de la Planète rouge depuis 2003, vient d'en découvrir les restes dans le sous-sol en repérant des sédiments marins.

La sonde Mars Express (Esa) s'est placée en orbite martienne le 25 décembre 2003, juste après avoir largué l'atterrisseur Beagle 2 (qui s'est écrasé). Après de nombreuses difficultés, le long bras portant le radar Marsis a pu être déployé en 2005 et, depuis, sonde le sous-sol martien en mesurant l'écho de ses puissants flashs radar. L'appareil a également étudié le satellite Phobos. © Esa/C. Carreau
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L'orbiteur Mars Express de l'Esa a mis en évidence de nouveaux indices de l'existence d'un ancien océan qui aurait recouvert une partie de la Planète rouge. À l'aide de son radar, la sonde a détecté des sédiments révélateurs d'un fond marin dans les limites des anciens rivages martiens précédemment identifiés.

Déployé en 2005, le radar Marsis (Sub-Surface Sounding Radar Altimeter) a depuis collecté des mesures. Avec ses collègues, Jérémie Mouginot, de l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (Ipag) et de l'université de Californie à Irvine, a analysé plus de deux ans de mesures et découvert que les plaines du nord sont recouvertes d'un matériau de faible densité. « Nous interprétons ces mesures comme le signe d'un dépôt sédimentaire, probablement riche en glace, explique Jérémie Mouginot. C'est un nouvel indice important en faveur de la présence autrefois d'un océan à cet endroit. »

La trace (en fausse couleur) de l'ancien océan martien mise en évidence par le radar Marsis de la sonde Mars Express. La réflectivité radar du sol variant avec sa nature, ces mesures renseignent sur la composition de la surface martienne jusqu'à 80 mètres de profondeur. Leur analyse montre qu'une large zone présente les caractéristiques de sédiments marins. Elle correspond aux traces d'anciens rivages déjà repérées par d'autres moyens. © Esa/C. Carreau

L'existence d'océans sur Mars dans le passé a déjà été soupçonnée et des formations rappelant des rivages marins ont été détectées sur les images renvoyées par plusieurs sondes, mais le sujet demeure controversé. Deux océans ont été proposés : l'un remontant à 4 milliards d'années, quand la planète bénéficiait d'un climat plus chaud, et l'autre à 3 milliards d'années, quand les glaces souterraines ont fondu à la suite d'une recrudescence de l'activité géothermique causée par un impact important, ce qui a entraîné le déversement des eaux vers les zones les plus basses, laissant au passage les traces d'écoulements et des lits de rivières.

« Marsis permet de sonder profondément et révèle la structure de 60 à 80 premiers mètres sous la surface, détaille Wlodek Kofman, chef de l'équipe radar à l'Ipag. Sur toute cette profondeur, nous détectons des sédiments et de la glace. » Les couches sédimentaires révélées par Marsis se caractérisent en effet par une faible réflectivité radar. Ces sédiments se présentent typiquement sous la forme de matériaux granulés de faible densité qui ont été arrachés par l'érosion hydraulique et charriés par les eaux jusqu'à leur situation actuelle.

Sur Mars, les océans disparaissent... Mais où ?

L'océan martien le plus récent n'aurait été que temporaire. Selon Jérémie Mouginot, en moins d'un million d'années l'eau aurait à nouveau gelé sur place et se serait conservée sous la surface, ou se serait évaporée et dispersée dans l'atmosphère. « Je ne pense pas qu'elle puisse être restée sous la forme d'un océan suffisamment longtemps pour permettre à la vie d'apparaître. »

Afin de trouver des traces de vie, les astrobiologistes devront chercher encore plus loin dans l'histoire de Mars, à l'époque où l'eau a existé sous forme liquide à la surface sur de plus longues périodes. Néanmoins, les résultats obtenus représentent à ce jour l'une des meilleures preuves de l'existence passée de vastes étendues d'eau liquide sur Mars et du rôle de cette eau dans l'histoire géologique de la planète.

« Les précédentes découvertes de Mars Express au sujet de l'eau provenaient de l'étude de l'imagerie et des données minéralogiques, ainsi que des mesures atmosphériques. Désormais nous avons aussi les sondages par radar sous la surface se réjouit Olivier Witasse, responsable scientifique de Mars Express à l'Esa. Cela nous donne de nouvelles pièces pour notre puzzle mais la question fondamentale demeure : où est passée toute cette eau ? » Mars Express poursuit son enquête...

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