Le 21 avril, 1908, près du pôle Nord de la Terre, l'explorateur de l'Arctique Frederick Albert Cook a griffonné dans son journal une phrase mémorable :« Nous étions les seules créatures palpitantes dans un monde mort de glace. Ces mots pourraient bientôt prendre une nouvelle signification pour l'humanité dans un autre monde mort de glace cachée, submergé sous le sable rouge de ses déserts glacials. Ce monde mort est Mars, et le désert est la région des latitudes moyennes de la planète connue sous le nom d'Arcadia Planitia.

Sharon Hibbard est titulaire d'un doctorat. candidat en géologie et en sciences planétaires à l'Université de Western Ontario et auteur principal d'un nouvel article scientifique sur les glaciers et l'activité glaciaire à Arcadia Planitia, récemment publié dans Icare. Hibbard et ses collaborateurs ont identifié des preuves d'un glacier dans cette région qui défie les attentes et, en raison de ses caractéristiques uniques, pourrait servir de source d'eau pour les futurs débarquements humains et l'exploration.

Preuve des glaciers martiens, désignés avec plus de prudence par la communauté scientifique sous le nom de « caractéristiques d'écoulement visqueux », ont été étudiés pour la première fois dans les années 1970 à l'aide d'images satellite du programme Viking de la NASA, les deuxième et troisième engins spatiaux à atteindre la surface de Mars. Les scientifiques ont été intrigués par les ondulations et les flux généralisés à la surface martienne, beaucoup avec des caractéristiques ressemblant à des moraines qui ressemblaient de façon frappante aux paysages glaciaires de la Terre.

La nouvelle étude examine les caractéristiques d'écoulement visqueux dans les basses latitudes moyennes d'Arcadia Planitia, cartographier de manière exhaustive des dizaines de caractéristiques de surface probablement produites par les glaciers souterrains de Mars faits de glace d'eau. Dans le processus de cartographie, l'équipe a découvert quelque chose d'assez inattendu :des preuves d'un écoulement de glace dans un grand plaine plate. Ce type d'écoulement glaciaire n'est pas couramment observé sur Mars, où la plupart des caractéristiques importantes liées à la glace prennent la forme d'ondulations et de sillons dans les vallées et sur les flancs des collines où la gravité peut inciter la glace à s'écouler vers le bas. L'équipe de Hibbard a trouvé ces « caractéristiques sinueuses » dans une région plate d'Arcadia Planitia, mystérieusement isolé de toute falaise ou pente. Comment cette glace dans les plaines d'Arcadia Planitia pourrait-elle couler ?

Examiner la présence d'eau sur Mars

Des suppositions éclairées sur l'existence d'eau et de glace sur Mars ont précédé l'ère des vols spatiaux de centaines d'années. L'observation au télescope des grandes formes de relief et des calottes glaciaires polaires de Mars a conduit l'astronome William Herschel à spéculer en 1784 que la planète rouge était peuplée de vie intelligente.

Les progrès de la technologie des télescopes avaient largement dissipé cette théorie au 20e siècle, mais l'existence d'eau et de glace d'eau sur Mars est restée incertaine jusqu'à l'arrivée des premiers orbiteurs et atterrisseurs dans les années 1970. Non seulement le programme Viking de la NASA a découvert des traces de vapeur d'eau atmosphérique, mais son imagerie orbitale a également révélé l'existence de nombreuses caractéristiques glaciaires. La glace d'eau exposée se sublime dans les basses pressions et les températures glaciales présentes à la surface de Mars, donc si les glaciers de glace d'eau étaient responsables des écoulements semblables à la Terre observés, les chercheurs ont conjecturé que la glace doit être protégée par une épaisse couche de débris. D'autres observations ont confirmé cette hypothèse, et au cours des décennies qui ont suivi, la communauté scientifique a procédé à la cartographie, cataloguer et catégoriser plusieurs milliers de glaciers candidats avec divers degrés de confiance. Heures supplémentaires, nos capacités sont passées de la spéculation sur les oculaires des télescopes à la précision, observations sur site dans tout le spectre électromagnétique.

La présence de glace d'eau sous la surface de Mars a été confirmée en 2008 par l'atterrisseur Phoenix, renforcer les conclusions de Mars Odyssey, dont les capteurs ont indiqué des quantités massives de glace d'eau souterraine aux latitudes moyennes plus tempérées en 2002. Par exemple, la glace d'eau souterraine des plaines arcadiennes plates a été directement mesurée par le radar de Mars Reconnaissance Orbiter et a commencé à 6 centimètres sous la couche superficielle de poussière et de débris, et s'étendent vers le bas jusqu'à une profondeur moyenne de 38 mètres.

Comprendre le flux de glace inattendu

Voir au fond d'une calotte glaciaire pour discerner ce qui la fait couler n'est pas une tâche facile, et ne devient plus complexe que lorsque la calotte glaciaire est à 170 millions de kilomètres. Heureusement, les caractéristiques mystérieuses du flux que l'équipe d'Hibbard a trouvée dans les plaines arcadiennes plates ne sont pas uniques dans ce système solaire - en fait, nous n'avons pas besoin de voyager loin du tout pour étudier un analogue. Hibbard et ses associés ont identifié des similitudes remarquables avec les courants de glace de l'Antarctique, régions de ses calottes glaciaires plates où un certain volume de glace se déplace plus rapidement que ses environs.

Alors que la science contemporaine manque encore de compréhension détaillée des causes de ces courants de glace sur Terre, les chercheurs ont déduit que la topographie souterraine et la fonte au fond de la calotte glaciaire peuvent toutes deux jouer un rôle. Hibbard note que les flux arcadiens présentent plusieurs des caractéristiques clés des flux de glace de la Terre. La glace arcadienne a depuis cessé de couler, accumuler une couche plus épaisse de débris de surface, devenir un courant de glace stagnant.

"Trouver des caractéristiques d'écoulement possibles dans cette région plate était très excitant", a déclaré Hibbard dans une interview avec GlacierHub. "Des études antérieures ont suggéré qu'il y a 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."

Implications pour l'exploration humaine

Ces caractéristiques uniques de la calotte glaciaire des plaines arcadiennes soulèvent une autre question, une question que William Herschel aurait certainement aimé entendre :la glace d'eau pourrait-elle être extraite et utilisée par des astronautes humains ?

Alors que la plupart des glaciers martiens et leur glace souterraine se trouvent près des falaises et sur des pentes, cette glace se trouve près de la surface et forme une zone tempérée, calotte glaciaire plate recouverte de quelques rochers ou d'autres dangers géographiques. Cela ferait un site d'atterrissage idéal. Hibbard propose que cette région soit « favorable à l'utilisation future des ressources in situ et aux missions humaines, " en raison du volume et de la pureté raisonnable de la glace près de la surface.

Nilton Renno, un astrobiologiste de l'Université du Michigan souligne la difficulté d'extraire de la glace d'eau sur Mars, écrivant à GlacierHub que « [de nombreux] glaciers se trouvent dans des régions plus difficiles pour l'exploration humaine en raison des températures plus basses en hiver et de la topographie, " même si " dans les hautes latitudes, the water ice is easily accessible." The Phoenix Lander easily uncovered subsurface water ice at high northern Martian latitudes, an area humans are unlikely to visit due to its extreme cold and lack of sunlight.

Germán Martínez, a staff scientist at the Lunar and Planetary Institute in Houston, affirms the feasibility of the mid-latitude Arcadia Planitia as a landing site, writing to GlacerHub that "in general, it's more feasible to go to low and mid latitudes, where temperatures are milder and solar energy is available throughout the year … in these mid and low latitudes, bien que, water ice is typically deeper in the subsurface than in polar latitudes."

The shallow ice found by Hibbard and associates stands apart from this trend, only slightly buried and much more easily accessible than other water ice deposits typically found at mid-Martian latitudes. À l'heure, the frozen water in Arcadia Planitia may see the surface once more, finding use at the hands of future astronauts, transforming the dead surface of an icy world into one with a little more life.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.