Crédit :NASA
Selon les normes de la Terre, la surface de Mars est l'image de la désolation. Il n'est pas seulement irradié et assez froid pour donner à l'Antarctique un aspect doux, mais c'est aussi mille fois plus sec que les endroits les plus secs de la Terre. Cependant, sous la surface super-aride de la planète rouge, il existe d'abondantes réserves de glace d'eau qui pourraient un jour être accessibles aux explorateurs humains (et même aux colons).
C'est particulièrement le cas dans la région des latitudes moyennes connue sous le nom d'Arcadia Planitia, une plaine lisse située dans les basses terres du nord de Mars. Selon de nouvelles recherches menées avec le soutien du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, la région montre des signes de glaciers et d'activité glaciaire. Ces découvertes pourraient s'avérer très utiles pour les futurs atterrissages humains et l'exploration de Mars, sans parler d'un éventuel règlement.
L'étude, récemment paru dans la revue scientifique Icare , était dirigée par Shannon Hibbard, un doctorat. candidat en géologie et en science planétaire à l'Université de Western Ontario (UWO). Elle a été rejointe par le Dr Gordon R. Osinski de l'Institute for Earth and Space Exploration (IESE) de l'UWO, et Etienne Godin, un scientifique des données au Centre d'études nordiques de l'Université Laval; et Nathan Williams et Matthew Golombek de la NASA JPL.
Y a-t-il de la glace sur Mars ?
Les spéculations sur l'existence de glace sur Mars remontent à des siècles mais sont restées incertaines jusqu'à ce que les missions Viking de la NASA deviennent les deuxième et troisième missions à atterrir sur Mars dans les années 1970. Ceux-ci ont noté la présence de vapeur d'eau atmosphérique et de caractéristiques glaciaires, qui comprenait des ondulations généralisées et des accumulations de matériaux non consolidés (moraines).
MRO enquêtant sur le cycle de l'eau martien. Crédit :NASA/JPL/Corby Waste
Ces caractéristiques sont généralement associées aux paysages glaciaires ici sur Terre. Comme il n'a pas encore été confirmé que Mars avait autrefois de l'eau à sa surface, la communauté scientifique a prudemment qualifié ces caractéristiques de « caractéristiques d'écoulement visqueux ». Et puisque la glace d'eau exposée se sublime sur Mars à cause de la faible pression atmosphérique et de l'exposition au rayonnement solaire, les chercheurs ont conjecturé que ces glaciers devraient être protégés par une épaisse couche de régolithe.
En 2002, les données des capteurs obtenues par l'orbiteur Mars Odyssey ont confirmé la présence de glace d'eau souterraine dans la région des latitudes moyennes de Mars. Ces découvertes ont été confirmées en 2008 par le Phoenix Lander, qui a noté la présence de glace d'eau souterraine dans la plaine arctique du nord. Puis vint le Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), qui a détecté une abondante glace d'eau souterraine sous les plaines plates d'Arcadia Planitia.
Le radar à pénétration de sol du MRO a indiqué que cette glace s'étendait de la surface (sous une couche de poussière et de débris) vers le bas jusqu'à une profondeur de 38 mètres (~125 pieds). Les données fournies par ces missions et d'autres ont accumulé des données qui ont permis aux scientifiques de cartographier, catalogue, et catégoriser des milliers de caractéristiques qui sont probablement le résultat de l'activité des glaciers.
Les glaciers de la région
Pour le plaisir de leur étude, Hibbard et ses collègues ont cartographié des dizaines de caractéristiques de surface dans Arcadia Planitia, à la recherche de ces mêmes types de « caractéristiques sinueuses ». Dans le processus, ils trouvèrent des ondulations et des sillons dans les vallées et sur les coteaux, qui sont typiques partout où la glace coulait en descente. Cependant, Hubbard et son équipe ont également découvert ces caractéristiques dans une région plate d'Arcadia Planitia qui était isolée de toute falaise ou pente.
Glace d'eau souterraine sur Mars, les couleurs froides sont plus proches de la surface que les couleurs chaudes, la case indiquée représente la région idéale pour envoyer des astronautes pour qu'ils déterrent de la glace d'eau. Crédit :NASA/JPL-Caltech/ASU
Cela ne laissait qu'une possibilité, c'est-à-dire que les glaciers coulaient autrefois également sur ces zones plates de la surface. Comme Hibbard l'a expliqué dans une interview avec GlacierHub :
"Trouver des caractéristiques d'écoulement possibles dans cette région plate était très excitant. Des études antérieures ont suggéré qu'il y avait une calotte glaciaire enfouie sur notre site d'étude, et nos preuves de glace canalisée dans cette calotte glaciaire indiquent qu'il y a une dynamique glaciaire plus complexe à portée de main sur Mars."
Pour déterminer ce qui ferait couler cette calotte glaciaire, Hibbard et son équipe ont comparé les caractéristiques d'écoulement d'Arcadia Planitia à des caractéristiques similaires trouvées dans les courants de glace de l'Antarctique, où les régions de la calotte glaciaire plate se déplacent plus rapidement que leur environnement. Bien que les chercheurs ne connaissent pas la cause exacte de ces courants de glace, ils ont déduit que cela pourrait être dû à une combinaison de topographie souterraine et de fonte au fond de la calotte glaciaire.
Dans le cas d'Arcadia Planitia, la calotte glaciaire a cessé de couler depuis et est devenue un courant de glace stagnant, accumuler une couche plus épaisse de débris de surface. Ces caractéristiques uniques présentent une possibilité importante pour les futures missions en équipage vers Mars. En bref, cette glace d'eau pourrait-elle être extraite pour la consommation humaine ?
Un rendu d'artiste à partir des données HiRISE de la NASA d'un glacier de latitude moyenne sur Mars, isolé par une couche superficielle de poussière et de roche. Situé à Mesa Wall à Protonilus Mensae sur Mars. Crédit :Kevin Gill
Missions à dimension humaine
Alors que la plupart des glaciers sur Mars et leur glace souterraine sont situés près des falaises et sur des pentes, le glacier Arcadia Planitia forme une calotte glaciaire plate tempérée proche de la surface. Quoi de plus, il y a peu d'aléas géographiques à affronter (tels que les rochers de surface et les débris), ce qui en fait à la fois un site d'atterrissage idéal et un bon endroit pour l'utilisation des ressources in situ (ISRU) lors de futures missions humaines.
Cela le distingue des plaques glaciaires plus proches des régions polaires, qui sont facilement accessibles, mais qui sont extrêmement froids par rapport aux latitudes moyennes. Comme German Martínez, membre du personnel scientifique du Lunar and Planetary Institute (LPI), a déclaré dans une déclaration à GlacierHub :
" n général, il est plus possible d'aller aux latitudes basses et moyennes, où les températures sont plus douces et l'énergie solaire est disponible toute l'année… dans ces latitudes moyennes et basses, bien que, la glace d'eau est généralement plus profonde dans le sous-sol que sous les latitudes polaires."
Quoi de plus, la glace arcadienne étudiée par Hibbard et ses collègues peut en fait être plus facilement accessible que d'autres dépôts de glace d'eau connus aux latitudes martiennes moyennes. Donc, si et quand les missions en équipage deviennent un événement régulier sur Mars, cette glace peut s'avérer indispensable aux astronautes et à leurs habitats, fournissant tout, de l'eau potable et d'irrigation à la matière première pour la fabrication de carburant.
À l'heure, le glacier souterrain peut être exploité dans un but encore plus ambitieux, comme la terraformation de Mars ! Si Mars doit devenir une planète plus chaude et plus humide (comme il y a des milliards d'années), alors des dépôts de glace souterrains comme celui-ci seront absolument essentiels à la transition.
