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Trois études publiées le mois dernier ont mis en doute l’hypothèse de l’existence de lacs souterrains sous le pôle sud de Mars.

Là où il y a de l’eau, il y a de la vie. C’est du moins le cas sur Terre, et c’est aussi la raison pour laquelle les scientifiques restent fascinés par toute preuve suggérant la présence d’eau liquide sur la planète Mars, froide et sèche. La planète rouge est un endroit difficile pour la recherche d’eau liquide : Si la glace d’eau est abondante, toute eau suffisamment chaude pour être liquide à la surface ne durerait que quelques instants avant de se transformer en vapeur dans l’air vaporisé de Mars.

Des argiles et pas l’eau

D’où l’intérêt suscité en 2018, lorsqu’une équipe dirigée par Roberto Orosei, de l’Istituto Nazionale di Astrofisica d’Italie, a annoncé avoir trouvé des preuves de la présence de lacs souterrains profondément sous la calotte glaciaire du pôle sud de Mars. Les preuves qu’ils ont citées proviennent d’un instrument radar embarqué à bord de l’orbiteur Mars Express de l’ESA (Agence spatiale européenne).

Les signaux radar, qui peuvent pénétrer la roche et la glace, changent lorsqu’ils sont réfléchis par différents matériaux. Dans ce cas, ils ont produit des signaux particulièrement brillants sous la calotte polaire qui pourraient être interprétés comme de l’eau liquide. La possibilité d’un environnement potentiellement habitable pour les microbes était excitante.

Mais après avoir examiné de plus près les données et mené des expériences dans un laboratoire froid ici sur Terre, certains scientifiques pensent maintenant que ce sont des argiles, et non de l’eau, qui pourraient être à l’origine de ces signaux. Au cours du mois dernier, trois nouveaux articles ont permis d’élucider le mystère – et peut-être de mettre un terme à l’hypothèse des lacs.

Trop froid pour les lacs

Parmi ces scientifiques se trouvait Plaut. Lui et Aditya Khuller, un doctorant de l’Arizona State University en stage au JPL, ont analysé 44 000 échos radar provenant de la base de la calotte polaire sur 15 ans de données MARSIS. Ils ont mis en évidence des dizaines d’autres réflexions brillantes comme celles de l’étude de 2018.

Mais dans leur récent article publié dans Geophysical Research Letters, ils ont trouvé beaucoup de ces signaux dans des zones proches de la surface, où il devrait faire trop froid pour que l’eau reste liquide, même mélangée à des perchlorates, un type de sel que l’on trouve couramment sur Mars et qui peut abaisser la température de congélation de l’eau. Deux équipes distinctes de scientifiques ont ensuite analysé les signaux radar pour déterminer si autre chose pouvait produire ces signaux.

Carver Bierson, de l’ASU, a réalisé une étude théorique suggérant plusieurs matériaux susceptibles de produire ces signaux, notamment des argiles, des minéraux contenant des métaux et de la glace saline. Mais Isaac Smith, de l’Université York, sachant qu’un groupe d’argiles appelées smectites était présent partout sur Mars, est allé plus loin dans un troisième article distinct : Il a mesuré les propriétés des smectites en laboratoire.

Ce serait des smectites 

Les smectites ressemblent à des roches ordinaires mais ont été formées par de l’eau liquide il y a longtemps. Smith a placé plusieurs échantillons de smectite dans un cylindre conçu pour mesurer la façon dont les signaux radar interagissent avec eux. Il les a également plongés dans de l’azote liquide, les congelant à moins 58 degrés Fahrenheit (moins 50 degrés Celsius), ce qui est proche de ce qu’ils seraient au pôle sud de Mars.

« Le laboratoire était froid », a déclaré Smith. « C’était l’hiver au Canada à l’époque, et le fait de pomper de l’azote liquide dans la pièce la rendait encore plus froide. J’étais emmitouflé dans un chapeau, une veste, des gants, une écharpe et un masque à cause de COVID-19. C’était assez inconfortable ».

Après avoir congelé les échantillons d’argile, Smith a constaté que leur réponse correspondait presque parfaitement aux observations du radar MARSIS. Ensuite, lui et son équipe ont vérifié si des argiles étaient présentes sur Mars à proximité de ces observations radar. Ils se sont appuyés sur les données de MRO, qui transporte un cartographe de minéraux appelé CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer).

Bingo. Bien que CRISM ne puisse pas observer à travers la glace, Smith a trouvé des smectites dispersées à proximité de la calotte glaciaire du pôle sud. L’équipe de Smith a démontré que les smectites congelées peuvent produire des reflets – aucune quantité inhabituelle de sel ou de chaleur n’est nécessaire – et qu’elles sont présentes au pôle Sud.

Parvenir à un consensus

Il n’y a aucun moyen de confirmer ce que sont les signaux radar brillants sans atterrir au pôle sud de Mars et creuser à travers des kilomètres de glace. Mais les articles récents ont offert des explications plausibles qui sont plus logiques que l’eau liquide.

« En science planétaire, nous ne faisons souvent que nous rapprocher de la vérité », a déclaré Mme Plaut. « L’article original ne prouvait pas que c’était de l’eau, et ces nouveaux articles ne prouvent pas que ce n’en est pas. Mais nous essayons de réduire les possibilités autant que possible afin de parvenir à un consensus. »

Cette recherche a été publiée dans Geophysical Research Letters.

Source : NASA
Crédit photo : Pixabay

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