Où est passée l’eau qui coulait sur Mars, il y a plus de quatre milliards d’années ?

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Sur Mars, l’eau a creusé des canaux et transporté des sédiments pour former des éventails et des deltas à l’intérieur des bassins lacustres. L’examen des données spectrales acquises depuis l’orbite montre que certains de ces sédiments contiennent des minéraux qui indiquent une altération chimique par l’eau. Ici, dans le delta du cratère Jezero, les sédiments contiennent des argiles et des carbonates. L’image combine des informations provenant de deux instruments de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, le Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars et la Context Camera.

Si les lunes glacées de Jupiter et de Saturne ont le pied marin, Mars est au régime sec. Malgré les dizaines de missions spatiales qui lui ont été consacrées, la Planète rouge n’a toujours pas livré de preuve convaincante qu’elle dissimule sous sa surface des réserves importantes en eau.

La petite cousine de la Terre n’a pourtant pas été toujours aussi cachottière. Diverses études ont démontré que voici un peu plus de quatre milliards d’années, elle a vécu une ère « aqueuse » où lacs, rivières et peut-être même océans pouvaient se maintenir sur son sol. Des vallées ramifiées et des terrains anciens riches en argiles hydratées témoignent de cette heureuse période d’abondance.

Par la suite, la perte d’une partie de l’atmosphère martienne a entraîné une diminution de l’effet de serre puis une disparition progressive de l’eau. Tout le problème est de savoir combien de temps a duré ce processus, et dans quelles conditions il s’est déroulé. C’est ce que tentent d’établir les astromobiles Curiosity et Perseverance de l’Agence spatiale américaine (NASA) depuis leur arrivée, en 2012 et en 2021, dans les cratères Gale et Jezero. « Des lacs ont occupé ces dépressions voici 3,5 ou 3,6 milliards d’années, explique Nicolas Mangold, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de planétologie et géosciences, à Nantes. Par l’étude des dépôts sédimentaires et argileux laissés par le premier et l’exploration de l’ancien delta de rivière qui alimentait le second, il s’agit de déterminer si le climat de l’époque était plutôt humide et froid, ou plutôt sec et chaud. Le rover Perseverance s’occupe, par ailleurs, de récolter des échantillons, qui doivent être ramenés sur Terre dans le cadre de la mission MSR [Mars Sample Return, NASA-Agence spatiale européenne (ESA)]. Ils devraient donner des informations précises. »

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Pour l’heure, c’est le flou le plus total. En effet, si de l’eau a coulé en quantité sur Mars, où est-elle passée ? A-t-elle été aspirée dans l’espace avec l’atmosphère martienne ou est-elle en partie demeurée sur place, enfouie dans le sous-sol ? De nombreuses équipes à travers le monde s’efforcent d’apporter des réponses en recherchant des indices de sa présence, autres que celles livrées par les calottes polaires et les glaciers.

Polémiques entre scientifiques

L’eau ne pouvant se maintenir longtemps à l’état liquide sur la surface de Mars, ces investigations consistent assez souvent à repérer des traces récentes de son passage à l’aide d’instruments placés en orbite. Ouvrant la voie à toutes sortes de controverses sur la manière dont il convient d’interpréter les observations sur ce monde à la morphologie radicalement différente de celle de la Terre. « Quelques-unes de ces polémiques, comme celles concernant les gullies, des ravines de 1 ou 2 kilomètres de long, découvertes par centaines le long de certains reliefs au début des années 2000, ont fini par être tranchées », raconte Susan Conway, chercheuse CNRS au Laboratoire de planétologie et géosciences, à Nantes. Son équipe a récemment démontré dans la revue Nature Communications que des dépôts saisonniers de glace carbonique expliquent le phénomène, et non des écoulements d’eau.

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