Cycles climatiques dramatiques au début de Mars, déclenchée par l'accumulation de gaz à effet de serre, peut être la clé pour comprendre comment l'eau liquide a laissé sa marque à la surface de la planète, selon une équipe de planétologues.

Les scientifiques débattent depuis longtemps de la façon dont des canyons profonds et de vastes réseaux de vallées, comme ceux creusés par l'eau courante sur des millions d'années sur Terre, pourraient se former sur Mars il y a environ 3,8 milliards d'années. un temps, beaucoup croient que la planète était gelée.

Les chercheurs suggèrent qu'un début de Mars couvert de glaciers aurait pu connaître de longues périodes chaudes, pouvant durer jusqu'à 10 millions d'années à la fois, causée par une atmosphère épaisse de dioxyde de carbone et d'hydrogène.

L'équipe, qui a publié ses conclusions aujourd'hui (1er décembre) dans la revue Lettres des sciences de la Terre et des planètes , trouvé que les cycles de réchauffement auraient duré assez longtemps, et produit assez d'eau, pour créer les fonctionnalités.

Avec l'hypothèse du cyclisme, vous obtenez ces longues périodes de chaleur qui vous donnent suffisamment de temps pour former tous les différents réseaux de la vallée martienne, " dit Natasha Batalha, étudiant diplomé, astronomie et astrophysique, État de Penn.

Des études antérieures ont suggéré que les impacts d'astéroïdes pourraient avoir réchauffé la planète, créant des atmosphères de vapeur qui ont conduit à la pluie. Mais ces périodes chaudes auraient des durées beaucoup plus courtes et auraient du mal à produire suffisamment d'eau, les chercheurs ont dit.

"Nous pensons que Mars a dû être chaude pendant des millions à des dizaines de millions d'années, et l'hypothèse de l'impact peut le garder au chaud pendant des milliers d'années, " a déclaré Jim Kasting, Evan Pugh professeur de géosciences, État de Penn, et co-auteur de l'article. « Au niveau de l'eau, nous avons besoin de millions de mètres de précipitations, et ils (études précédentes) peuvent atteindre des centaines de mètres."

Kasting a déclaré que les vallées de la surface martienne ont une largeur similaire à celle du canyon du fleuve Colorado. Les scientifiques estiment qu'il a fallu 16 millions d'années pour le fleuve Colorado, gonflé de façon saisonnière à mesure que la neige fond dans les montagnes Rocheuses, pour sculpter le Grand Canyon voisin.

À l'aide de modèles climatiques, l'équipe a montré que les périodes de réchauffement - provoquées lorsque les gaz à effet de serre ont atteint un certain point de basculement - ont duré des millions d'années sur Mars. Avec le bon choix de paramètres, ces périodes chaudes peuvent durer jusqu'à 10 millions d'années.

Selon les chercheurs, gaz à effet de serre accumulés dans l'atmosphère progressivement, éructé par les éruptions volcaniques, libéré en refroidissant le magma à la surface ou en suintant de la croûte de la planète.

La pluie en retire naturellement une partie de l'atmosphère lorsqu'elle tombe, stocker du carbone dans le sol grâce à un processus appelé altération chimique. Mais parce que le début de Mars était froid, il a plu moins et ce processus n'a pas pu suivre, les chercheurs ont dit.

"Mars est dans cette position précaire où il est à la limite extérieure de la zone habitable, " Batalha a dit. " Il reçoit moins de flux solaire, donc vous commencez à un état glaciaire. Il y a un dégazage volcanique, mais parce que tu as plus froid, vous n'obtenez pas le même dépôt de carbone à la surface de la planète. Au lieu, vous obtenez cette accumulation atmosphérique et votre planète commence lentement à augmenter sa température. »

Alors que la planète se réchauffait, l'altération chimique finirait par se produire plus rapidement que les volcans ne pourraient renvoyer des gaz dans l'atmosphère, et la planète commencerait à se refroidir, inaugurant une autre ère glaciaire.

Pour que la théorie fonctionne, Les scientifiques ont déclaré qu'une étude plus approfondie était nécessaire pour déterminer si suffisamment de dioxyde de carbone et d'hydrogène auraient pu être produits sur la planète.

« Nous serions bien lotis si Mars au début avait une tectonique des plaques comme la Terre l'a aujourd'hui, " dit Kasting. " Alors ça marche. Mais c'est un grand débat. Beaucoup de gens pensent que Mars n'en a jamais eu."

Batalha a déclaré que des quantités élevées de dioxyde de carbone dans l'atmosphère auraient entraîné des pluies très acides, qui aurait dissous des roches carbonatées à la surface et les aurait déposées dans le sous-sol.

"Donc, si la prochaine mission sur Mars était capable de creuser plus profondément, vous pourrez peut-être découvrir ces différents carbonates, " dit-elle. " Ce serait une sorte de pistolet fumant pour le dioxyde de carbone. "