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Loin sous la calotte glaciaire profondément gelée du pôle sud de Mars, se trouve un lac d’eau liquide – le premier sur la planète rouge détecté depuis l’orbite à l’aide d’un radar pénétrant dans les glaces. Ce lac est probablement glacial et plein de sels – un habitat improbable pour la vie.

Intensifier la recherche pour d’autres lacs sur Mars

Mais cette découverte, rapportée en ligne aujourd’hui dans Science, ne manquera pas d’intensifier la recherche d’autres nappes d’eau enfouies qui pourraient être plus hospitalières. «C’est un résultat très excitant: la première indication d’un aquifère saumâtre sur Mars», explique le géophysicien David Stillman du Southwest Research Institute à Boulder, au Colorado, qui ne faisait pas partie de l’étude.

Selon Martin Siegert, géophysicien à l’Imperial College de Londres, qui dirige un consortium essayant de forer dans le lac Ellsworth sous l’Antarctique occidental, ce lac ressemble à l’un des bassins interconnectés qui se trouvent sous plusieurs kilomètres de glace au Groenland et en Antarctique. Mais les processus qui ont donné lieu au lac sur Mars sont susceptibles d’être différents. « Cela ouvrira un domaine scientifique très intéressant sur cette planète », explique-t-il.

On pense que l’eau a traversé la surface de Mars il y a des milliards d’années, lorsque son atmosphère était plus épaisse et plus chaude, coupant des ravines et des canaux encore visibles. Mais aujourd’hui, les basses pressions atmosphériques signifient que n’importe quelle eau de surface bouillirait. L’eau survit gelée dans les calottes glaciaires polaires et dans les dépôts de glace sous la surface.

Certains dépôts ont été cartographiés par le Mars Advanced Radar dont le but est le sondage souterrain et ionosphérique (MARSIS), l’instrument de l’orbiteur Mars Express de l’Agence spatiale européenne a été lancé en 2003. MARSIS projette des impulsions d’ondes radio et analyse les réflexions. Certaines des vagues rebondissent sur la surface, mais d’autres pénètrent jusqu’à 3 kilomètres et peuvent être réfléchies par des transitions abruptes dans les couches enterrées, comme le passage de la glace à la roche.

Les chercheurs doutaient que le signal soit réel

Après plusieurs années de mission, les scientifiques de MARSIS ont commencé à voir de petits échos brillants sous la calotte glaciaire sud-polaire – ils étaient tellement brillants que la réflexion pouvait indiquer non seulement la roche sous-jacente, mais aussi l’eau liquide. Les chercheurs doutaient que le signal soit réel, car il est apparu lors de certaines passes orbitales mais pas à toutes les fois.

Plus tard, l’équipe a réalisé que l’ordinateur de l’engin spatial faisait la moyenne à travers les pixels pour réduire la taille des flux de données – et durant le processus, lissait les anomalies. «Nous ne voyons pas ce qui était sous nos yeux», explique Roberto Orosei, chercheur principal pour MARSIS à l’Institut national italien d’astrophysique de Bologne.

Pour contourner ce problème, l’équipe a réquisitionné une puce mémoire sur Mars Express pour stocker les données brutes lors de passages courts sur des zones intrigantes. Entre 2012 et 2015, le vaisseau spatial a confirmé l’existence des réflexions lumineuses lors de 29 passages, dans la région polaire sud de Mars. La zone la plus brillante, décalée de 9° par rapport au pôle, se trouve à 1,5 kilomètre sous la glace et s’étend sur 20 kilomètres, rapportent Orosei et ses collègues.

La luminosité du radar n’est pas suffisante pour prouver que l’eau liquide est en responsable. Un autre indice vient de la permittivité du matériau réfléchissant: sa capacité à stocker de l’énergie dans un champ électrique. L’eau a une permittivité supérieure à celle de la roche et de la glace. Calculer la permittivité nécessite de connaître la puissance du signal reflétée par le patch lumineux, quelque chose que les chercheurs ne pouvaient qu’estimer.

Mais ils ont trouvé que la permittivité du patch était plus élevée que partout ailleurs sur Mars, et qu’il était comparable aux lacs sous-glaciaires de la Terre. Bien que l’équipe ne puisse pas mesurer l’épaisseur de la couche d’eau, Orosei explique que c’est beaucoup plus qu’un mince petit film.

Tous les chercheurs ne sont pas convaincus

Tous les membres de l’équipe MARSIS ne sont pas convaincus. « Je dirais que l’interprétation est plausible, mais ce n’est pas encore une preuve parfaitement convaincante. », explique Jeffrey Plaut, un autre chercheur de MARSIS au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, qui n’est pas un des auteurs de l’étude.

Après tout, il n’est pas facile d’expliquer la présence d’eau au pôle sud de Mars. Dans les régions polaires de la Terre, la pression de la glace sus-jacente abaisse son point de fusion et la chaleur géothermique la réchauffe par en dessous pour créer des lacs sous-glaciaires. Mais il y a peu de chaleur qui s’écoule de l’intérieur géologiquement de Mars, et sous la gravité de la planète, le poids de 1,5 kilomètre de glace n’abaisse pas beaucoup le point de fusion.

Les sels pourraient abaisser le point de fusion de la glace

Orosei soupçonne que les sels, en particulier les perchlorates qui ont été trouvés dans les sols de la planète, pourraient abaisser le point de fusion de la glace. « Ils sont les principaux suspects », explique-t-il. Des niveaux élevés de sel et des températures de dizaines de degrés sous zéro ne sont pas de bon augure pour les microbes qui essaient d’y vivre, affirme Stillman. « Si la vie martienne est comme la vie terrestre, c’est trop froid et trop salé. »

Valérie Ciarletti, de l’Université de Paris-Saclay, qui développe un instrument radar pour le rover européen ExoMars, dont le lancement est prévu pour 2020, estime que les lacs pourraient même atteindre des latitudes plus basses et plus chaudes. Mais la plus grande découverte serait de l’eau en profondeur à l’extérieur de la calotte polaire. »

Source : Science