Une coupe transversale d'une épaisse couche de glace souterraine est exposée au niveau de la pente raide (ou escarpement) qui apparaît en bleu vif dans cette vue aux couleurs améliorées de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) sur Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. La vue couvre une zone d'environ 550 mètres (500 mètres) de large. La figure 1 comprend une barre d'échelle de 100 mètres (109 verges). Le nord est vers le haut. Le tiers supérieur de l'image montre un sol plat dont l'altitude est d'environ 130 mètres (130 mètres) plus élevée que le sol du tiers inférieur. Entre, l'escarpe descend brusquement, exposant environ 260 pieds verticaux (80 mètres verticaux) de glace d'eau. La couleur est exagérée pour rendre les différences dans les matériaux de surface plus faciles à voir. La présence de glace d'eau exposée sur ce site a été confirmée par l'observation avec le spectromètre imageur compact de reconnaissance pour Mars (CRISM) du même orbiteur. Crédit :NASA/JPL-Caltech/UA/USGS
Des chercheurs utilisant le Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA ont trouvé huit sites où d'épais dépôts de glace sous la surface de Mars sont exposés face à des pentes érodées.
Ces huit escarpements, avec des pentes aussi raides que 55 degrés, révèlent de nouvelles informations sur la structure interne en couches des calottes glaciaires souterraines précédemment détectées aux latitudes moyennes de Mars.
La glace s'est probablement déposée sous forme de neige il y a longtemps. Les dépôts sont exposés en coupe transversale sous forme de glace d'eau relativement pure, coiffé d'une couche d'un à deux mètres (ou mètres) d'épaisseur de roche cimentée par la glace et de poussière. Ils détiennent des indices sur l'histoire climatique de Mars. Ils peuvent également rendre l'eau gelée plus accessible qu'on ne le pensait auparavant pour les futures missions d'exploration robotique ou humaine.
Les chercheurs qui ont localisé et étudié les sites d'escarpement avec la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) sur MRO ont rapporté les résultats aujourd'hui dans le journal Science . Les sites se trouvent à la fois dans les hémisphères nord et sud de Mars, à des latitudes d'environ 55 à 58 degrés, équivalent sur Terre à l'Ecosse ou à la pointe de l'Amérique du Sud.
"Il y a de la glace au sol peu profonde sous environ un tiers de la surface martienne, qui enregistre l'histoire récente de Mars, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, Colin Dundas du US Geological Survey's Astrogeology Science Center à Flagstaff, Arizona. "Ce que nous avons vu ici, ce sont des coupes transversales à travers la glace qui nous donnent une vue en 3D avec plus de détails que jamais auparavant."
Fenêtres dans la glace souterraine
Les escarpements exposent directement des aperçus brillants dans une vaste glace souterraine précédemment détectée avec des spectromètres sur l'orbiteur Mars Odyssey (MRO) de la NASA, avec des instruments radar à pénétration de sol sur MRO et sur l'orbiteur Mars Express de l'Agence spatiale européenne, et avec des observations de cratères d'impact frais qui découvrent de la glace souterraine. La NASA a envoyé l'atterrisseur Phoenix sur Mars en réponse aux découvertes d'Odyssey; En 2008, la mission Phoenix a confirmé et analysé la glace d'eau enfouie à 68 degrés de latitude nord, environ un tiers du trajet jusqu'au pôle depuis le plus au nord des huit sites d'escarpement.
Dans cette fosse en forme de coin sur Mars, la pente raide (ou escarpement) au bord nord (vers le haut de l'image) expose une section transversale d'une épaisse couche de glace d'eau souterraine. L'image provient de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Stereo Experiment) sur Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Les portions en niveaux de gris à gauche et à droite proviennent d'une seule bande d'ondes dans la portion de lumière rouge du spectre visible. La partie médiane, en couleur rehaussée, combine les données du rouge, bandes d'ondes proche infrarouge et bleu-vert. La scène couvre une zone d'environ trois milles (cinq kilomètres) de large. La figure 1 comprend une barre d'échelle d'un kilomètre. Un kilomètre équivaut à environ six dixièmes de mile. L'escarpement exposant la glace au bord nord de la fosse a une pente d'environ 45 à 55 degrés, plongeant du sol relativement plat à l'extérieur de la fosse. Crédit :NASA/JPL-Caltech/UA/USGS
La découverte rapportée aujourd'hui nous offre des fenêtres surprenantes d'où l'on peut voir à l'intérieur de ces épaisses plaques de glace souterraines, " a déclaré Shane Byrne du Laboratoire lunaire et planétaire de l'Université d'Arizona, Tucson, un co-auteur du rapport d'aujourd'hui. "C'est comme avoir une de ces fourmilières où vous pouvez voir à travers la vitre sur le côté pour en savoir plus sur ce qui est généralement caché sous le sol."
Les scientifiques n'ont pas déterminé comment ces escarpements particuliers se forment initialement. Cependant, une fois que la glace enfouie est exposée à l'atmosphère de Mars, une escarpe s'élargit et s'élève probablement à mesure qu'elle « retraite, " en raison de la sublimation de la glace directement de la forme solide en vapeur d'eau. Dans certains d'entre eux, le dépôt exposé de glace d'eau est de plus de 100 mètres, ou mètre, épais. L'examen de certains des escarpements avec le spectromètre imageur de reconnaissance compact de MRO pour Mars (CRISM) a confirmé que le matériau brillant est de l'eau gelée. Une vérification de la température de surface à l'aide de la caméra THEMIS (Thermal Emission Imaging System) d'Odyssey a aidé les chercheurs à déterminer qu'ils ne voyaient pas seulement une fine couche de givre recouvrant le sol.
Les chercheurs utilisaient auparavant le Shallow Radar (SHARAD) de MRO pour cartographier de vastes calottes glaciaires souterraines aux latitudes moyennes de Mars et estimaient que le sommet de la glace se trouvait à moins de 10 mètres sous la surface du sol. Combien de moins ? La méthode radar n'avait pas une résolution suffisante pour le dire. Les nouvelles études sur les escarpements de glace confirment les indications d'observations de cratères frais et de spectromètres à neutrons selon lesquelles une couche riche en glace d'eau commence à seulement un ou deux mètres de la surface dans certaines régions.
L'accès des astronautes à l'eau martienne
La nouvelle étude suggère non seulement que la glace d'eau souterraine se trouve sous une mince couche sur de vastes zones, il identifie également huit sites où la glace est directement accessible, à des latitudes aux conditions moins hostiles qu'aux calottes glaciaires de Mars. "Les astronautes pourraient essentiellement y aller avec un seau et une pelle et obtenir toute l'eau dont ils ont besoin, " dit Byrne.
La glace exposée a une valeur scientifique en dehors de sa valeur potentielle en tant que ressource, car elle préserve les preuves des modèles à long terme du climat de Mars. L'inclinaison de l'axe de rotation de Mars varie beaucoup plus que celle de la Terre, sur des rythmes de millions d'années. Aujourd'hui, les inclinaisons des deux planètes sont à peu près les mêmes. Quand Mars s'incline davantage, les conditions climatiques peuvent favoriser l'accumulation de glace aux latitudes moyennes. Dundas et ses co-auteurs disent que les bandes et les variations de couleur apparentes dans certains des escarpements suggèrent des couches "possiblement déposées avec des changements dans la proportion de glace et de poussière dans des conditions climatiques variables".
Cette recherche a bénéficié de l'utilisation coordonnée de plusieurs instruments sur les orbiteurs de Mars, plus les longévités sur Mars dépassant désormais 11 ans pour MRO et 16 ans pour Odyssey. Les observations orbitales se poursuivront, mais les futures missions à la surface pourraient chercher des informations supplémentaires.
« Si vous aviez une mission sur l'un de ces sites, échantillonner les couches descendant l'escarpement, vous pourriez obtenir une histoire climatique détaillée de Mars, " a suggéré Leslie Tamppari, scientifique adjointe du projet MRO, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie. « Cela fait partie de toute l'histoire de ce qui arrive à l'eau sur Mars au fil du temps :où va-t-elle ? Quand la glace s'accumule-t-elle ? Quand recule-t-elle ?
