La région d'un blanc éclatant de cette image montre la calotte glaciale qui recouvre le pôle sud de Mars, composé d'eau gelée et de dioxyde de carbone gelé. Crédit :ESA/DLR/FU Berlin/Bill Dunford
Un nouvel article trouve plus de signaux radar suggérant la présence de lacs souterrains, " mais beaucoup sont dans des zones trop froides pour que l'eau reste liquide.
En 2018, Des scientifiques travaillant avec les données de l'orbiteur Mars Express de l'ESA (Agence spatiale européenne) ont annoncé une découverte surprenante :les signaux d'un instrument radar réfléchis par le pôle sud de la planète rouge semblaient révéler un lac souterrain liquide. Plusieurs autres réflexions de ce type ont été annoncées depuis lors.
Dans un nouvel article publié dans la revue Lettres de recherche géophysique , deux scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud décrivent avoir trouvé des dizaines de réflexions radar similaires autour du pôle sud après avoir analysé un ensemble plus large de données Mars Express, mais beaucoup se trouvent dans des zones qui devraient être trop froides pour que l'eau reste liquide.
"Nous ne savons pas si ces signaux sont de l'eau liquide ou non, mais ils semblent être beaucoup plus répandus que ce que l'article original a trouvé, " a déclaré Jeffrey Plaut de JPL, co-investigateur principal de l'instrument MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding) de l'orbiteur, qui a été construit conjointement par l'Agence spatiale italienne et le JPL. "Soit l'eau liquide est courante sous le pôle sud de Mars, soit ces signaux indiquent autre chose."
Le Mars Express de l'Agence spatiale européenne survole la planète rouge dans cette illustration. Crédit : ESA/NASA/JPL-Caltech
Capsule temporelle gelée
Les signaux radar interprétés à l'origine comme de l'eau liquide ont été trouvés dans une région de Mars connue sous le nom de gisements stratifiés du pôle sud, nommé pour les couches alternées de glace d'eau, glace sèche (dioxyde de carbone congelé), et de la poussière qui s'y sont déposées depuis des millions d'années. Ces couches sont censées fournir un enregistrement de la façon dont l'inclinaison de l'axe de Mars a changé au fil du temps, tout comme les changements dans l'inclinaison de la Terre ont créé des périodes glaciaires et des périodes plus chaudes tout au long de l'histoire de notre planète. Lorsque Mars avait une inclinaison axiale inférieure, des chutes de neige et des couches de poussière se sont accumulées dans la région et ont finalement formé l'épaisse couche de glace qui s'y trouve aujourd'hui.
En diffusant des ondes radio à la surface, les scientifiques peuvent regarder sous ces couches glacées, les cartographier en détail. Les ondes radio perdent de l'énergie lorsqu'elles traversent les matériaux du sous-sol ; lorsqu'ils se réfléchissent vers le vaisseau spatial, ils ont généralement un signal plus faible. Mais dans certains cas, les signaux revenant du sous-sol de cette région étaient plus brillants que ceux de la surface. Certains scientifiques ont interprété ces signaux comme impliquant la présence d'eau liquide, qui réfléchit fortement les ondes radio.
Plaut et Aditya Khuller, un doctorant à l'Arizona State University qui a travaillé sur le papier pendant son stage au JPL, ne sont pas sûrs de ce que les signaux indiquent. Les zones supposées contenir de l'eau liquide s'étendent sur environ 10 à 20 kilomètres (6 à 12 miles) dans une région relativement petite du pôle sud martien. Khuller et Plaut ont étendu la recherche de signaux radio puissants similaires à 44, 000 mesures réparties sur 15 ans de données MARSIS sur l'ensemble de la région polaire sud martienne.
Les points colorés représentent des sites où des réflexions radar brillantes ont été repérées par l'orbiteur Mars Express de l'ESA à la calotte polaire sud de Mars. Crédit : ESA/NASA/JPL-Caltech
Des "lacs" inattendus
L'analyse a révélé des dizaines de réflexions radar lumineuses supplémentaires sur une plage de surface et de profondeur bien plus étendue que jamais. À certains endroits, ils étaient à moins d'un mile de la surface, où les températures sont estimées à moins 81 degrés Fahrenheit (moins 63 degrés Celsius) - si froides que l'eau serait gelée, même s'il contenait des minéraux salés appelés perchlorates, ce qui peut abaisser le point de congélation de l'eau.
Khuller a noté un article de 2019 dans lequel les chercheurs ont calculé la chaleur nécessaire pour faire fondre la glace souterraine dans cette région, constatant que seul un volcanisme récent sous la surface pourrait expliquer la présence potentielle d'eau liquide sous le pôle sud.
"Ils ont découvert qu'il faudrait le double du flux de chaleur géothermique martien estimé pour garder cette eau liquide, " a déclaré Khuller. "Une façon possible d'obtenir cette quantité de chaleur est le volcanisme. Cependant, nous n'avons pas vraiment vu de preuves solides d'un volcanisme récent au pôle sud, il semble donc peu probable que l'activité volcanique permette à de l'eau liquide souterraine d'être présente dans toute cette région. »
Qu'est-ce qui explique les reflets brillants s'il ne s'agit pas d'eau liquide ? Les auteurs ne peuvent pas le dire avec certitude. Mais leur article offre aux scientifiques une carte détaillée de la région qui contient des indices sur l'histoire climatique de Mars, y compris le rôle de l'eau sous ses diverses formes.
"Notre cartographie nous rapproche de quelques étapes pour comprendre à la fois l'étendue et la cause de ces réflexions radar déroutantes, " dit Plaut.
