Le climat au début de l'histoire de Mars a longtemps été débattu :la planète rouge était-elle chaude et humide, ou froid et glacial ? De nouvelles recherches publiées dans Icarus fournissent des preuves de ce dernier.

Mars est jonchée de réseaux de vallées, deltas et dépôts lacustres, ce qui signifie qu'il a dû y avoir de l'eau coulant librement à un moment donné, il y a probablement environ 4 milliards d'années. Mais les modèles climatiques du passé profond de la planète n'ont pas été en mesure de produire des conditions suffisamment chaudes pour permettre à l'eau liquide à la surface.

"Il y a des gens qui essaient de modéliser l'ancien climat de Mars en utilisant le même genre de modèles que nous utilisons ici sur Terre, et ils ont vraiment du mal à le faire. Il est difficile de créer un ancien Mars chaud parce que le soleil était alors beaucoup plus faible. Tout le système solaire était plus frais, " a déclaré Briony Horgan, un professeur assistant de la terre, sciences atmosphériques et planétaires à l'Université Purdue. "Alors que beaucoup de gens utilisent des modèles climatiques, nous abordons cela d'un point de vue unique :que nous dit l'enregistrement volcanique de Mars ? »

Le volcanisme était abondant tout au long de l'histoire de Mars. Il y a de gros, de vastes volcans sur certaines des régions les plus étudiées de la planète, mais on en sait moins sur une région de topographie basse et lisse dans les hautes terres du sud connue sous le nom de Sisyphi Planum. Ici, il y a plus de 100 monticules à sommet plat connus sous le nom de Sisyphi Montes, qui pourrait être d'origine volcanique.

Lorsque les volcans éclatent sous les calottes glaciaires et les glaciers sur Terre, la combinaison de la chaleur et de l'eau de fonte crée un dessus plat, montagnes escarpées appelées "tuyas, " ou les montagnes de la table. Lorsque les éruptions sous-glaciaires ne percent pas la surface de la glace, les sommets des volcans restent coniques au lieu de devenir plats. La minéralogie produite au cours de ces événements est unique en raison de l'interaction entre la lave chaude et l'eau de fonte glaciaire froide.

Sheridan Ackiss, un doctorat candidat à Purdue et auteur principal de l'article, utilisé des images des spectromètres d'imagerie de reconnaissance compacts de la NASA pour Mars (CRISM) pour savoir si la composition minérale de la région était compatible avec le volcanisme sous-glaciaire.

CRISM détecte à la fois la plage visible et les longueurs d'onde plus courtes de la lumière, qui aide les opérateurs de l'instrument à identifier une large gamme de minéraux sur la surface martienne. Aux longueurs d'onde visibles, la façon dont la lumière est réfléchie est fortement influencée par le fer, alors qu'aux longueurs d'onde infrarouges, CRISM peut capter les caractéristiques du carbonate, sulfate, hydroxyle et eau incorporés dans des cristaux minéraux.

"Chaque rocher a une empreinte spécifique, et vous pouvez identifier cela avec les reflets de la lumière, " A déclaré Ackiss.

Les résultats identifient trois combinaisons minérales distinctes dans la région, dominé par le gypse, des sulfates polyhydratés et un mélange smectite-zéolite-oxyde de fer, qui ont tous été associés à des volcans dans des environnements glaciaires.

« Nous avons maintenant deux ensembles de données, minéraux et morphologie, qui disent qu'il a dû y avoir de la glace sur Mars à un moment donné, " a déclaré Akiss. " Et c'était probablement relativement tard dans l'histoire de Mars. "

L'équipe d'Ackiss espère que leurs découvertes pourront être utilisées comme point de référence pour d'autres régions de Mars ayant une histoire volcanique. Si les chercheurs pouvaient trouver des preuves d'activité volcanique sous les calottes glaciaires ailleurs, cela solidifierait le cas d'un ancien Mars très froid. Mais n'ayez crainte, passionnés d'espace, cela n'élimine pas la possibilité d'une vie passée sur Mars.

"Même si Mars était une friche froide et glacée, ces éruptions volcaniques interagissant avec les calottes glaciaires auraient pu créer un petit endroit heureux pour les microbes, " a déclaré Horgan. "C'est le genre d'endroit où vous voudriez aller pour comprendre comment la vie aurait survécu sur Mars pendant cette période."