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Mars : les derniers refuges de l’eau

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Les images en haute résolution de Mars Reconnaissance Orbiter ont dévoilé un réseau de vallées fluviales qui ont dû voir l'eau couler il y a moins de 1 milliard d'années, c'est-à-dire bien plus récemment qu'on ne le pensait jusqu'à présent.

Le cratère Lyot, vu en 2004 par la caméra Hirise de Mars Reconnaissance Orbiter. Crédit Nasa

On sait aujourd'hui que le sous-sol martien contient beaucoup d'eau, laquelle s'accumule aussi aux pôles sous une forme solide. Si celle-ci fondait, elle suffirait à recouvrir toute la planète d'un océan de 11 mètres d'épaisseur... Mais en surface, pas de trace d'eau liquide.

En réalité, les scientifiques pensent que la Planète rouge est restée relativement morte durant les 3,5 derniers milliards d'années et que le précieux solvant reste confiné sous la surface, à l'abri et inapte à supporter l'éclosion de toute forme de vie telle que nous la concevons.

Spirit et Opportunity, les deux courageux robots qui quadrillent chacun une région à la recherche de traces d'eau, ont apporté quelques renseignements plus précis en démontrant qu'une grande partie de la surface martienne a été effectivement recouverte d'eau liquide lorsque la température était plus clémente, soit il y a environ 4,5 à 3,75 milliards d'années. Mais lorsque le climat s'est refroidi, la planète s'est asséchée et ce qui restait des flots tumultueux que l'on imagine s'est progressivement frayé un passage vers le sous-sol, où il est resté.

Les rivières de Mars

En 2000 pourtant, des observations menées depuis l'orbite ont mis en évidence des cours d'eau fossilisés, gravés dans la plaine et dont le tracé est caractéristique de rivières serpentant en direction de cuvettes ou d'anciens cratères. Mais la quantité d'eau qui y a coulé était relativement faible en comparaison de la splendeur aquatique passée, et sa provenance est toujours un mystère. Néanmoins, les planétographes connaissent aujourd'hui de nombreux fleuves et rivières martiens, la plupart de plusieurs dizaines, ou centaines de kilomètres de longueur et dont la largeur pouvait atteindre 250 mètres pour une profondeur de 20 mètres.

Vallée détectée sur le plancher du cratère Lyot (à droite de l'image). En médaillon : détail. Crédit : Nasa/JPL/Malin Space Science Systems

Plus récemment, le géologue planétaire Jay Dickson, ainsi que ses collègues de la Brown University, une université privée américaine fondée en 1764 et située à Providence dans l'Etat de Rhode Island, a identifié une vaste dépression profonde de 7.000 mètres s'ouvrant dans une vaste plaine entourée des remparts du cratère Lyot.

Ainsi nommé en souvenir de l'astronome français Bernard Lyot (1897-1952), ce cratère de 236 kilomètres de diamètre se situe à une latitude correspondant sensiblement à celle du Canada sur Terre. Son sous-sol est riche en glace, conservée à l'état solide sous une température de -16°C en surface. Cependant, cette température aurait pu atteindre une valeur moyenne de +15°C lorsque l'inclinaison de la planète était plus marquée qu'aujourd'hui, selon Jay Dickson. Et comme cette plaine est située au fond d'un cratère, la pression atmosphérique aurait dû y être suffisante pour permettre à cette glace de fondre à l'état liquide, et non de se sublimer en vapeur comme sur le reste de la surface.

Succession de plaines craquelées et de vallées au fond du cratère Lyot. Image prise par Mars Reconnaissance Orbiter, d'une résolution de 30 mètres par pixel. Cliquer pour agrandir. Crédit Nasa

Tout un réseau fluvial

Sur les images en haute résolution fournies de la partie orientale du cratère par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter, l'équipe de Dickson y a découvert une vingtaine de vallées secondaires serpentant à travers la plaine, ainsi que des dépôts d'alluvions caractéristiques en aval. Le dénombrement des cratères d'impact de cette région (le nombre de cratères est proportionnel à l'ancienneté du terrain), les scientifiques évaluent l'âge de la surface à environ 1 milliard d'années.

La conclusion, que les chercheurs viennent de publier dans Geophysical Research Letters, coule de source si l'on ose dire : ces rivières doivent s'être formées durant le dernier milliard d'années, et leur lit asséché constitue un endroit privilégié pour la recherche d'une trace de vie fossile, ou même résiduelle. Mais elle permet aussi de réduire à moins de 1 milliard d'années l'âge des derniers dispositifs fluviaux ayant parcouru la surface martienne, au lieu des quelque trois milliards d'années des estimations précédentes.

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