La calotte polaire sud de Mars vue par la webcam de la sonde Mars Express. Image retravaillée par Jason Major. © ESA, CC by-sa 3.0 IGO, Jason Major

Sciences

Mars : un lac d'eau liquide découvert sous sa surface !

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Tout indique qu'il existe un lac d'eau liquide d'environ 20 kilomètres de long sous la surface de Mars, près du pôle sud. Après des années d'enquête et de sondages du sol avec le radar de la sonde européenne Mars Express, les chercheurs en sont presque convaincus. Y en-a-t-il d'autres ? Combien sont-ils ? Y a-t-il de la vie dans cette poche d'eau souterraine ?

Une grande nouvelle, et pour le moins rafraîchissante, nous vient de Mars. Une équipe de chercheurs pense avoir découvert un grand réservoir d'eau liquide et salée dans le sous-sol martien non loin de la calotte polaire australe. Il mesurerait environ 20 kilomètres de large et représente le plus grand volume d'eau liquide découvert à ce jour sur Mars. « Cette découverte passionnante est un point culminant pour la science planétaire et contribuera à notre compréhension de l'évolution de Mars, de l'histoire de l'eau sur notre planète voisine et son habitabilité », a déclaré Dmitri Titov, qui travaille pour la mission Mars Express.

Justement, c'est cette mission de l'ESA qui a fait la découverte. En orbite autour de la Planète rouge depuis bientôt 15 ans, la sonde spatiale et son instrument Marsis (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding) ont en effet mis en évidence la possibilité d'un lac stable d'eau liquide logé sous une couche de glace et de poussière d'environ 1,5 kilomètre d'épaisseur. Depuis des années, le radar sonde le sous-sol de Mars pour en deviner la composition et aussi à la recherche d'éventuels indices de présence d'eau, de cavités, etc. C'est donc dans une portion de quelque 200 kilomètres de long, près du pôle sud, que l'équipe a fait cette découverte. Et pour que Marsis repère cette masse d'eau, il faut qu'elle soit profonde d'au moins plusieurs dizaines de centimètres.

Localisation du réservoir d’eau liquide détecté sous la surface par Mars Express. © Nasa, Viking, Themis, ESA, Nasa, JPL, ASI, Université Rome, R. Orosei et al 2018

Deux indices appuyant l’existence du lac d’eau liquide sur Mars

En réalité, des indices de son existence avaient déjà été pointés depuis plusieurs années, des signaux brillants qui pouvaient être plus que des roches et de la glace. Mais les chercheurs voulaient en avoir le cœur net car les données de Marsis n'étaient pas toujours les mêmes à chaque survol. L'équipe de l'instrument dirigée par Roberto Orosei, qui est aussi l'auteur principal de l'étude, s'est ensuite aperçue que l'ordinateur de bord de la sonde lissait d'éventuelles anomalies afin de compresser les données transmises à la Terre. Rectifications faites, les passages suivants au-dessus de la zone, entre 2012 et 2015, ont confirmé la présence de ces taches brillantes interprétées comme de l'eau liquide. C'était sous leurs yeux depuis plusieurs années. « Cette anomalie souterraine sur Mars a des propriétés radar qui correspondent à l'eau ou à des sédiments riches en eau », a précisé l'auteur principal de l'article scientifique paru dans Science.

Les chercheurs ont trouvé aussi un autre indice tangible : la permittivité diélectrique, plus grande pour de l'eau liquide que pour de la glace, et qui dans cette affaire apparaît plus importante dans cette zone qu'ailleurs sur le reste du globe martien. Cela invite donc à y croire mais les scientifiques préfèrent la pondération et en parlent encore au conditionnel. Car, comment de l'eau pourrait demeurer durablement liquide dans le sous-sol de Mars, une planète très froide aujourd'hui ? La réponse vient peut-être des perchlorates présents à la surface de Mars. Ces sels pourraient en effet abaisser le point de fusion.

Exemple de profil radar pour l'une des 29 orbites de la région d'étude de 200 x 200 km dans la région du pôle sud de Mars. © ESA, Nasa, JPL, ASI, Université Rome, R. Orosei et al 2018

Y a-t-il de la vie dans le lac martien ?

Alors, évidemment, si cette découverte se confirme, la première question qui vient à l'esprit est : peut-il y avoir de la vie dans le lac ? Impossible d'y répondre pour l'instant. Cela dépend de la température et du taux de sel. Une vie terrestre n'y résisterait pas, estime Roberto Orosei. Mais des formes de vie apparues sur Mars pourraient y avoir trouvé refuge. Rappelons qu'avant un changement climatique majeur qui a progressivement refroidi et asséché la planète il y a quelque 3,5 milliards d'années, Mars était couverte de lacs, de rivières et de mers. Il faisait bien plus chaud et humide qu'aujourd'hui, comme l'a montré le rover Curiosity qui explore un ancien lac. Il y avait de l'eau liquide en surface. Et probablement qu'il y en a encore aujourd'hui un peu partout sous la surface. « Il y a d'autres domaines qui semblent être similaires, a déclaré Elena Pettinelli, de l'université Roma Tre, qui a cosigné ces recherches. Il n'y a aucune raison de dire que c'est le seul endroit ». Pour le savoir, il n'y a donc plus qu'à y aller. D'autres missions et, qui sait ?, peut-être bientôt des expéditions humaines. En tout cas, de l'eau sur Mars il y en a toujours, ce qui peut être intéressant pour les futures missions humaines. Et on est bien curieux de savoir quel goût elle a.

Mars est décidément à l'honneur en ce mois de juillet. En opposition dans quelques jours (27 juillet), elle brille d'un éclat rouge incandescent dans la nuit, en raison de son rapprochement avec la Terre, le plus petit depuis 15 ans.

Pour en savoir plus

Un ancien lac repéré sur Mars !

Article de Jean-Luc Goudet publié le 18 juin 2009

Détecté grâce à l'orbiteur MRO, un canyon montre les restes d'un lac de 200 kilomètres carrés. D'après ses découvreurs, il était encore empli d'eau liquide à une époque où l'on pensait jusque-là que Mars était devenue froide et sèche.

Sur Mars, les traces d'écoulements importants d'eau liquide dans un lointain passé ne manquent pas. Les engins en orbite et les robots roulants ont amplement démontré la présence de glace d'eau et de restes d'érosion due à des écoulements liquides, parfois importants. Aujourd'hui, les planétologues s'accordent pour décrire une période chaude et humide de l'histoire martienne, durant l'époque dite du Noachien, entre 4,1 et 3,7 milliards d'années avant le présent. Ainsi, dans le passé mouvementé de la planète Mars et pendant un temps assez long, peut-être des millions d'années, de l'eau aurait coulé et recouvert de vastes surfaces.

Une équipe d'une université américaine (University of Colorado at Boulder) vient de confirmer cette hypothèse de manière spectaculaire en repérant un ancien lac dans Shalbatana Vallis, près de l'équateur (par 7° 50 N et 42° 05 W), l'une des vallées qui se jettent dans le bassin Chryse Planitia. A l'intérieur, un long canyon de 48 kilomètres de longueur a été détecté grâce à l'instrument HiRise (High Resolution Imaging Science Experiment) de la sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), offrant une résolution de un mètre. Les scientifiques ont pu mettre en évidence la trace du rivage et même localiser d'anciennes plages.

Un site d'atterrissage potentiel ?

Il a ainsi été possible d'estimer les dimensions du volume d'eau emprisonné là. Le lac Shalbatana, puisque c'est désormais son nom, s'étendait sur une surface de plus de deux cents kilomètres carrés (à peu près celle du lac de Neuchâtel, en Suisse), pour une profondeur maximale de près de cinq cents mètres.

La datation de ce lac a apporté elle aussi une surprise. D'après les auteurs, Gaetano Di Achille, Brian Hynek et Mindi Searls (Laboratory for Atmospheric and Space Physics), qui publient leurs résultats dans la revue Geophysical Research Letters, ce lac s'est formé il y a environ 3,4 milliards d'années seulement, durant la période appelée Hespérien. Or, les planétologues pensaient jusque-là que Mars était alors froide et asséchée depuis déjà trois cents millions d'années.

Les scientifiques attirent l'attention sur les traces de deltas qui bordent ce lac fossile. « Sur Terre, les deltas et les lacs enregistrent très bien les signes d'une vie disparue » explique Gaetano Di Achille. Cette région pourrait bien constituer une cible de choix pour de futures missions martiennes.

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