Valles Marineris, vu à un angle de 45 degrés par rapport à la surface dans des couleurs presque vraies et avec une exagération des hauteurs d'un facteur quatre. L'image couvre une superficie de 630.000 km² avec une résolution au sol de 100 mètres par pixel. La plus grande partie du canyon, qui s'étend sur toute l'image, est connue sous le nom de Melas Chasma. Candor Chasma est le creux immédiatement au nord. © ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), CC by-sa 3.0 IGO
Sciences

Mars : de grandes quantités d'eau découvertes sous le plus grand canyon du Système solaire

ActualitéClassé sous :ExoMars , exobiologie , eau sur Mars

[EN VIDÉO] La mission ExoMars entame sa quête de vie martienne  Y-a-t-il de la vie sur Mars ? La mission ExoMars devrait bientôt répondre à cette question. Partie il y a peu pour la Planète rouge, la sonde de l’Agence spatiale européenne (Esa) arrivera en octobre 2016 à destination. La chaîne Euronews nous parle de son voyage et de ses objectifs dans ce nouvel épisode de Space. 

Il ne devrait pas y avoir d'eau à la surface de Mars au niveau de l'équateur et très peu à cet endroit juste sous cette surface. Et pourtant les instruments de la mission Exomars disent le contraire dans certaines parties du fameux canyon géant de la Planète rouge : Valles Marineris.

On le sait, la question de la présence d'eau sur Mars, actuellement ou dans son passé, est cruciale aussi bien pour l'exobiologie que pour la colonisation de la Planète rouge. On cherche également à déterminer de nos jours où se trouvent des gisements de glace et si possible d'eau liquide pour y envoyer des colons et des exobiologistes. Dans ce dernier cas, peut-être dans des zones encore volcaniquement actives et donc sources de la chaleur maintenant l'eau à l'état liquide, on peut penser que l'on aurait plus de chance de découvrir des organismes martiens vivants.

Ce qui est sûr c'est qu'à la surface de Mars, la présence de glace est conditionnée aux températures et aux pressions, de sorte que normalement, on ne s'attend pas à la trouver à l'équateur car il y fait généralement trop chaud. De la glace en surface se sublimerait rapidement. Mais elle pourrait être présente en profondeur. C'est donc avec une certaine surprise que l'on apprend via un article publié dans le journal Icarus qu'il devrait se trouver d'importantes quantités d'eau, peut-être sous forme de glace, mais vraiment juste sous la surface du fameux grand canyon martien : Valles Marineris.

Vue d'artiste de la sonde TGO d'ExoMars 2016. © ESA, ATG

Des couches composées d'eau à 40 % ?

C'est  la conclusion à laquelle est arrivée une équipe de planétologues étudiant les données par la mission conjointe de l'ESA et de Roscomos, à savoir ExoMars Trace Gas Orbiter. Ces données ont plus précisément été fournies par l'instrument Frend (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) qui permet de déterminer le contenu en hydrogène, et donc en eau, de couches superficielles de Mars d'environ un mètre d'épaisseur.

Igor Mitrofanov, de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie à Moscou, auteur principal de la nouvelle étude et chercheur principal du détecteur de neutrons, explique en effet dans un communiqué de l'ESO qu'« avec TGO, nous pouvons regarder jusqu'à un mètre sous les couches poussiéreuses et voir ce qui se passe réellement sous la surface de Mars - et, surtout, localiser des "oasis" riches en eau qui ne pouvaient pas être détectées avec les instruments précédents » et il ajoute que « Frend a révélé une zone avec une quantité inhabituellement élevée d'hydrogène dans le système colossal de canyons de Valles Marineris : en supposant que l'hydrogène que nous voyons est lié aux molécules d'eau, jusqu'à 40 % de la matière près de la surface dans cette région semble être de l'eau ».

Son collègue et co-auteur russe Alexey Malakhov, également de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie, explique quant à lui que : « La technique d'observation unique de Frend apporte une résolution spatiale bien plus élevée que les mesures précédentes de ce type, nous permettant désormais de voir des structures avec de l'eau qui n'avaient pas été repérées auparavant. Nous avons déterminé qu'une partie centrale de Valles Marineris était pleine d'eau - bien plus que ce à quoi nous nous attendions. Cela ressemble beaucoup aux régions de pergélisol de la Terre, où la glace d'eau persiste en permanence sous un sol sec en raison des basses températures constantes. »

Sur ces illustrations, on voit le principe de la détection de la glace (ice) au fond des cratères de Mars mais la technique fonctionne aussi pour toute sa surface. Les rayons cosmiques (cosmic rays) génèrent un flux de neutrons dans le sol de Mars. Ce flux est amoindri par une couche de glace et de matériaux organiques en surface. © Nasa, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie Institution of Washington

De l'eau qui bloque les flux de neutrons cosmiques

On apprend également dans le communiqué que la zone riche en eau a à peu près la taille des Pays-Bas et chevauche les vallées profondes de Candor Chasma.

Mais comment peut-on détecter la présence d'eau avec un flux de neutrons et en plus à partir d'un instrument en orbite ?

Comme le montre la série de schémas ci-dessus, le bombardement des rayons cosmiques provoque en réaction l'émission de neutrons par les atomes de la surface de Mars, par exemple sous un cratère martien.

Or, les atomes d'hydrogène agissent comme des sortes de filtres pour le flux de neutrons issu des couches supérieures de la surface de Mars et provoqué par ces rayons cosmiques. Remarquablement, il est possible d'utiliser les mesures des caractéristiques de ce flux, plus précisément sa diminution d'intensité, pour en déduire non seulement la présence d'une couche de glace ou de molécules organiques riches en atomes d'hydrogène, mais aussi l'épaisseur de ces couches.

La présence d'eau semble acquise mais même si les chercheurs pensent que l'eau est sous forme de  glace, il est possible qu'elle soit aussi, partiellement ou totalement sous la forme de minéraux hydratés.

Dans tous les cas, c'est un peu paradoxal car cette eau est très proche de la surface, là où elle ne peut exister, ce qui suggère des mécanismes qui restent à élucider pour comprendre sa présence. La couche pourrait ainsi être constamment réalimentée en eau.

Mars Express a pris des clichés de Candor Chasma, une vallée dans la partie nord de Valles Marineris, alors qu'elle était en orbite au-dessus de la région le 6 juillet 2006. La caméra stéréo haute résolution de l'orbiteur a obtenu les données sur l'orbite numéro 3195, avec une résolution au sol d'environ 20 m/pixel. Candor Chasma se situe à environ 6° au sud et 290° à l'est. © ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), CC by-sa 3.0 IGO
Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !