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Mars Express découvre l'océan congelé d'Elysium

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Alors qu'Opportunity a téléchargé et mis en route un nouveau logiciel de navigation et que Spirit a atteint le sommet des Columbia Hills, nous vous proposons un retour sur l'évènement marquant de février avec Philippe Labrot. En se basant sur les images de la caméra HRSC de la sonde européenne Mars Express, une équipe de scientifique pense avoir découvert les vestiges gelés d'un ancien océan, qui aurait baigné les plaines d'Elysium, à 5° nord seulement de l'équateur.

La plaine d'Elysium sur Mars cacherait-elle un océan glacé ? (ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum))

Des vues d'Elysium, obtenues par la caméra MOC de la sonde américaine Mars Global Surveyor, avaient déjà intrigué les planétologues, et la sonde Mars Express a renforcé leur stupéfaction. Comme le prouve cette image spectaculaire, certains terrains d'Elysium semblent composés de plaques plus ou moins claires, qui donnent à la surface un aspect marbré très esthétique. Si certains géologues estiment qu'il s'agit de plaques de lave disloquées, d'autres ont proposé une hypothèse bien plus intéressante et audacieuse.

Une équipe de scientifique, estime effectivement que ces plaques seraient des radeaux de glace formés suite à la prise en masse d'un ancien océan qui recouvrait jadis les plaines d'Elysium. Tout aurait commencé avec le remplissage du bassin par des eaux en furie crachées par les failles de Cerberus. Le nouvel océan se serait rapidement refroidi, et sa surface se serait figée en une immense carapace de glace. De nombreuses zones auraient alors été recouvertes par un fin manteau de poussière volcanique (émise par les volcans d'Elysium tout proche, ou par les failles de Cerberus ?), qui a joué le rôle d'un isolant en empêchant la glace de se sublimer dans l'atmosphère. La banquise s'est ensuite brisée en mille morceaux et les icebergs se sont mis à dériver, avant que la totalité de l'océan ne prenne en masse, et que le mouvement des plaques cesse.

L'océan d'Elysium serait relativement récent, puisque d'après le comptage des cratères d'impact, il se serait solidifié il y a 5 millions d'années. Sa grande jeunesse le rend donc différent de l'hypothétique océan qui a, selon certains scientifiques, submergé les plaines de l'hémisphère nord il y a des milliards d'années, quand Mars était une planète plus chaude et plus humide qu'aujourd'hui.

Deux observations laissent penser que la glace est toujours là, à quelques mètres sous la surface : les cratères d'impact de la zone semblent comblés par un matériel, et la surface est très plate, alors que l'on devrait rencontrer plus de relief si la glace avait totalement disparue. Plus que la présence de glace à l'équateur, c'est la jeunesse extrême de cet océan qui déconcerte les planétologues. Comment une planète aussi proche de la mort géologique a-t-elle pu posséder hier une étendue d'eau liquide aussi importante qu'un océan ?

Car il ne s'agit pas ici d'un lac timide, mais bel et bien d'un océan. Selon les scientifiques, les fontaines de Cerberus aurait noyé une région de 800 kilomètres sur 900 kilomètres, sous une épaisseur moyenne de 45 mètres d'eau. Si la sonde américaine Mars Odyssey a montré que la glace d'eau affleure bel et bien dans les hautes latitudes, c'est la première fois qu'une concentration de glace aussi importante est découverte dans les zones équatoriales, par définition plus sèches.

Mars Odyssey a bien détecté des concentrations d'hydrogène au niveau de la ceinture équatoriale, mais les scientifiques pensaient jusqu'à présent qu'il ne pouvait s'agir de glace libre, mais uniquement de molécules d'eau emprisonnées dans les réseaux cristallins de minéraux hydratés. L'hydrogène détecté à l'équateur pourrait donc appartenir par endroit à de la glace, même si dans le cas d'Elysium, cette dernière est hors de portée des instruments de Mars Odyssey. Cette sonde ne peut effectivement réaliser des mesures que sur le premier mètre de la surface, alors que la banquise d'Elysium est enfouie sous plusieurs mètres de cendres volcaniques.

Les planétologues attendent désormais impatiemment une confirmation de cette découverte par le radar qui équipe Mars Express. Celui-ci va finalement être déployé début mai, après de long mois d'incertitude quant à son sort. Préoccupé par le bon déroulement de son déploiement, les ingénieurs avaient effectivement pris la décision de retarder sa mise en route.

L'objectif de MARSIS est de sonder la croûte martienne sur quelques kilomètres d'épaisseur pour y détecter des poches de glace ou d'eau. Cet instrument ne peut cependant pas effectuer des mesures à proximité immédiate de la surface, et pour pouvoir détecter l'océan gelé, il faudra que ce dernier s'enfonce dans le sol sur plusieurs centaines de mètres. Si les supposés icebergs n'ont qu'une hauteur de 45 mètres, ils resteront invisibles au radar, et MARSIS ne pourra donc pas rassurer les scientifiques.

L'hypothèse de l'existence d'une banquise souterraine dans la région d'Elysium repose effectivement sur des arguments morphologiques, et rien ne prouve que l'étonnant placage de la surface corresponde bel et bien à de la glace. La prudence est d'autant plus de rigueur que le spectro-imageur Omega (dont les résultats viennent d'être publiés dans la revue Science) n'a pas décelé la moindre trace de carbonates. Lorsqu'une planète possède à la fois une atmosphère riche en CO2 et de l'eau liquide en vastes quantités (ce qui fut vraisemblablement le cas de Mars dans sa jeunesse), le CO2, après dissolution dans l'eau, donne naissance à des ions carbonates qui se combinent à d'autres ions (comme le calcium) pour former des dépôts massifs de calcaire qui s'accumulent au fond des océans ou des mers.

Or, en lieu et place des carbonates, Omega n'a trouvé que des sulfates (confirmant ainsi les résultats du rover Opportunity). Que ce soit du gypse (sulfate de calcium hydraté) au niveau de la région polaire boréale, ou de la kiesérite (sulfate de magnésium hydraté) dans Valles Marineris, ces sulfates signent plus des infiltrations souterraines ou des mers temporaires ayant connu des périodes d'évaporation, que des océans comme ceux que l'on connaît sur Terre. Certes, les planétologues n'en sont plus à une contradiction près concernant la planète rouge, mais force est de constater que l'omniprésence des sulfates, et non des carbonates, a quand même quelque chose de singulier. Tout aussi intriguant est le fait qu'Omega a bien détecté des argiles, mais de manière locale, et non pas sur de grandes étendues, alors que les argiles sont, avec les carbonates, les deux principaux sédiments qui recouvrent le fond des océans ...

Des mesures physiques et chimiques seront donc nécessaires pour savoir si les plaques d'Elysium constituent effectivement la surface disloquée et gelée d'un ancien océan, ou si les scientifiques ont encore été une fois de plus abusés par le mirage de l'eau martienne. Si l'existence d'un océan congelé sur Elysium est confirmée, cette région deviendra l'une des cibles prioritaires pour la recherche d'une vie martienne, passée ou présente. L'affaire est d'autant plus intéressante qu'Elysium est justement l'un des secteurs de la planète ou la sonde Mars Express a détecté la plus grande concentration de méthane. Les prochains mois promettent d'être passionnants ...

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