L'eau aurait parcouru Mars bien plus longtemps qu'on ne le pensait

La surface actuelle de Mars est un authentique monument à la mémoire de l’eau. Les maigres restes du précieux liquide prennent aujourd’hui la forme d’écoulements saisonniers d'eau salée, de lacs souterrains ou de plateformes glaciaires.

Pourtant, les roches couleur rouille ont bel et bien connu une époque où l’eau coulait à flot ; les profondes vallées serpentent à travers un paysage parsemé d’anciens lits de lacs asséchés, de cônes alluviaux et de galets de rivière. Alors que les scientifiques ont pendant longtemps cru que cette période humide et chaude n’avait duré que peu de temps, une étude publiée dans Science Advances indique que ces rivières pourraient bien avoir sillonné la planète beaucoup plus longtemps que prévu.

Selon cette nouvelle analyse, ces anciens chenaux sont plus larges que leurs homologues terrestres actuels. De plus, l’eau circulait dans ces imposants canaux de part et d’autre de la planète rouge il y a environ 3,4 à 2 milliards d’années. Un stade relativement avancé dans l’histoire de l’eau sur Mars ; de nombreux scientifiques pensent que la planète avait déjà entamé sa phase de sécheresse à cette époque.

« L’histoire traditionnelle du climat sur Mars est qu’avant, il était chaud et humide alors qu’aujourd’hui, il est froid et sec. Mais les indices recueillis par l’étude suggèrent que l’évolution du climat de cette planète voisine serait autrement plus complexe. » explique par e-mail Kathryn Steakley, scientifique au Mars Climate Modeling Center de la NASA, non impliquée dans l’étude.

Le fait d’évoquer la présence d’eau sur Mars suscite immédiatement l’enthousiasme : s’il y a eu de l’eau, la vie telle que nous la connaissons pourrait également avoir existé. Toutefois, inutile de triturer vos méninges à la recherche d’un nom pour les éventuels futurs martiens fossilisés. De nombreuses questions restent encore sans réponse, notamment sur la situation précise au cours de cette longue période de la vie de Mars ou encore sur la façon dont les rivières se remplissaient dans des conditions instables.

« Expliquer pourquoi Mars possédait autrefois un climat chaud et humide devient en fait encore plus difficile avec cette étude, » déclare l’auteur de l’étude Edwin Kite, planétologue à l’université de Chicago.

DES RIVIÈRES DÉBORDANTES, DES LACS PAISIBLES

Alors que l’atmosphère actuelle de Mars est trop mince pour retenir suffisamment la chaleur du Soleil, de nombreux scientifiques s’accordent sur l’existence d’une version plus épaisse qui enveloppait autrefois la planète rouge et favorisait la présence d’eau. Cependant, même à cette époque, Mars était bien loin d'être un Eden luxuriant. Le soleil était alors 25 à 30 % plus faible qu’aujourd’hui, il y avait donc moins de radiation solaire permettant de réchauffer le sol rocheux de la planète rouge.

« Les conditions étaient à peine suffisantes pour permettre à l’eau de s’écouler à la surface, » révèle Alan Howard, chercheur au Planetary Science Institute de Tucson, en Arizona, lui aussi non impliqué dans l’étude.

Quelques éléments pourraient expliquer cet insaisissable mystère. Le noyau externe de la Terre crée un champ magnétique protecteur qui empêche notre atmosphère plutôt généreuse d’être écorchée par les vents solaires. Il est possible que le même phénomène se soit produit sur Mars. Par ailleurs, les gaz présents dans l’atmosphère de la planète rouge étaient peut-être différents de ceux qu’elle contient aujourd’hui. Des experts suggèrent par exemple que les éruptions des volcans martiens auraient rejeté dans l’atmosphère des gaz à effet de serre.

Quoi qu’il en soit, cette période au climat chaud et humide n’a pas duré. L’atmosphère de l’époque semble s’être dissipée, emportant avec elle de nombreux lacs et rivières de la planète rouge. Kite et ses collègues ont d’abord pensé qu’après cette époque, alors que les rivières ne subsistaient qu’à basse altitude, l’écoulement de l’eau se serait lui-même réduit jusqu’à n’être plus qu’un simple filet.

« C’était notre hypothèse, et nous avions tort », confie Kite.

AU FIL DE L’EAU

Motivés par l’incroyable résolution des instruments en orbite autour de Mars comme le High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), les chercheurs ont passé en revue les dimensions de plus de 200 anciens lits de rivières. En fondant leurs analyses sur la taille des chenaux, celle des méandres et l’âge relatif des terrains avoisinants, l’équipe a mis en évidence ce qui semblait être une période longue et tardive d’écoulement liquide.

Les raisons de cet écoulement à une période aussi inattendue restent troubles. Certains chercheurs, dont Kite et son équipe, s’intéressent désormais à la potentielle formation de nuages de glace et d’eau sous de faibles pressions atmosphériques. De tels nuages flottent encore aujourd'hui au-dessus de Mars et si leur épaisseur était plus importante à l’époque, ils auraient pu retenir suffisamment de chaleur pour faire fondre la neige et la glace. D'un autre côté, les dates estimées de formation des rivières pourraient également être fausses, ce qui implique que les chenaux se seraient formés bien plus tôt, lorsque l’atmosphère était suffisamment épaisse pour réchauffer le manteau neigeux de la planète.

Kite admet que l’absence d’une meilleure estimation de la profondeur des chenaux ou de la taille de leurs sédiments rend difficile la détermination du volume d’eau qui s’y écoulait autrefois. La largeur est utile dans une certaine mesure, poursuit-il, mais cette donnée pourrait légèrement gonfler les estimations étant donné qu'une rivière peut très bien s’écouler sans remplir complètement son lit.

Toutefois, d’après les informations disponibles, « je pense que les résultats obtenus (la présence d’un débit relativement puissant) sont réalistes, » ajoute-t-il.

Les scientifiques pourraient bientôt obtenir d’autres preuves avec l’arrivée de la sonde spatiale Mars 2020 dont l’atterrissage est prévu dans le cratère de Jezero où se trouve le delta d’une de ces rivières tardives, fait remarquer Kite. Cette sonde sera en mesure de photographier les sédiments, les scientifiques pourront ainsi déterminer le volume d’eau contenu dans le cratère. L’unique solution irréfutable, bien qu’irréalisable, serait d’envoyer un orbiteur des milliards d’années en arrière afin d’obtenir des images de la surface de la planète rouge.

Howard conclut en plaisantant, « cela permettrait de mettre fin à toute controverse et il n’y aurait plus aucun intérêt à essayer de reconstituer la situation à l’aide des preuves sommaires dont nous disposons actuellement. La science serait donc totalement dépourvue d’intérêt. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.