Trois études publiées le mois dernier ont jeté le doute sur la prémisse des lacs souterrains sous le pôle sud martien.

Où il y a de l'eau, il y a la vie. C'est le cas sur Terre, au moins, et aussi pourquoi les scientifiques restent effrayés par toute preuve suggérant qu'il y a de l'eau liquide sur le froid, Mars sec. La planète rouge est un endroit difficile pour chercher de l'eau liquide :alors que la glace d'eau est abondante, toute eau suffisamment chaude pour être liquide à la surface ne durerait que quelques instants avant de se transformer en vapeur dans l'air vaporeux de Mars.

D'où l'intérêt suscité en 2018, lorsqu'une équipe dirigée par Roberto Orosei de l'Istituto Nazionale di Astrofisica en Italie a annoncé qu'elle avait trouvé des preuves de lacs souterrains profondément sous la calotte glaciaire au pôle sud de Mars. Les preuves qu'ils ont citées provenaient d'un instrument radar à bord de l'orbiteur Mars Express de l'ESA (Agence spatiale européenne).

Signaux radars, qui peut pénétrer dans la roche et la glace, changent car ils sont reflétés sur différents matériaux. Dans ce cas, ils ont produit des signaux particulièrement brillants sous la calotte polaire qui pourraient être interprétés comme de l'eau liquide. La possibilité d'un environnement potentiellement habitable pour les microbes était passionnante.

Mais après avoir examiné de plus près les données, ainsi que des expériences dans un laboratoire froid ici sur Terre, certains scientifiques pensent maintenant aux argiles, pas d'eau, peut-être créer les signaux. Au cours du dernier mois, un trio de nouveaux articles a percé le mystère et a peut-être tari l'hypothèse des lacs.

Un écosystème scientifique

Les scientifiques polaires martiens appartiennent à un petit communauté soudée. Peu de temps après la publication de l'article sur les lacs, environ 80 de ces scientifiques se sont réunis pour la Conférence internationale sur la science et l'exploration polaires de Mars à Ushuaia, un village balnéaire à la pointe sud de l'Argentine.

Des rassemblements comme ceux-ci offrent l'occasion de tester de nouvelles théories et de remettre en question les points de vue des uns et des autres. « Les communautés peuvent générer leurs propres petits écosystèmes scientifiques, " a déclaré Jeffrey Plaut du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, l'un des scientifiques qui ont voyagé à la conférence. Il est également le co-investigateur principal, avec Orosei, de l'instrument derrière les signaux radar intrigants, appelé MARSIS, ou le Mars Advanced Radar pour les sondages souterrains et ionosphériques. « Ces communautés peuvent être autonomes, " il a continué, "Parce que vous faites rebondir une question sur quelqu'un et peut-être qu'un an ou deux plus tard, il vous aide à trouver une réponse."

Beaucoup de discussions ont porté sur les lacs souterrains. Combien de chaleur faudrait-il pour garder l'eau liquide sous toute cette glace ? La saumure pourrait-elle abaisser suffisamment le point de congélation de l'eau pour la garder liquide ?

Bien sûr, ce ne serait pas la première fois qu'une hypothèse passionnante liée à l'eau déclenche une vague d'enquêtes. En 2015, Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a trouvé ce qui ressemblait à des traînées de sable humide dévalant les pentes, un phénomène appelé « lignes de pente récurrentes ». Mais des observations répétées à l'aide de la caméra HiRISE - ou High-Resolution Imaging Science Experiment - du vaisseau spatial ont depuis révélé qu'il s'agit plus probablement du résultat d'écoulements de sable. Un article publié plus tôt cette année a révélé de nombreuses lignes de pente récurrentes après une tempête de poussière mondiale sur Mars en 2018. La découverte suggère que la poussière qui se dépose sur les pentes déclenche des écoulements de sable, lequel, à son tour, exposer les matériaux de sous-surface plus sombres qui donnent aux lignes leur coloration distinctive.

Comme pour l'hypothèse du sable humide, plusieurs scientifiques ont commencé à réfléchir à des moyens de tester l'hypothèse des lacs souterrains. « Il y avait un sentiment que nous devrions essayer de résoudre ce problème, " a déclaré Isaac Smith de l'Université York à Toronto, qui a organisé la conférence à Ushuaia et a mené la plus récente étude montrant que les argiles peuvent expliquer les observations.

Trop froid pour les lacs

Parmi ces scientifiques se trouvait Plaut. Lui et Aditya Khuller, un doctorant de l'Arizona State University qui était en stage au JPL, analysé 44, 000 échos radar de la base de la calotte polaire sur 15 ans de données MARSIS. Ils ont révélé des dizaines de reflets plus brillants comme ceux de l'étude de 2018. Mais dans leur récent article publié dans Lettres de recherche géophysique , ils ont trouvé beaucoup de ces signaux dans des zones proches de la surface, où il devrait être trop froid pour que l'eau reste liquide, même mélangé avec des perchlorates, une sorte de sel couramment trouvé sur Mars qui peut abaisser la température de congélation de l'eau.

Deux équipes distinctes de scientifiques ont ensuite analysé les signaux radar pour déterminer si quelque chose d'autre pouvait produire ces signaux.

Carver Bierson d'ASU a terminé une étude théorique suggérant plusieurs matériaux possibles qui pourraient provoquer les signaux, y compris les argiles, minéraux métallifères, et de la glace saline. Mais Isaac Smith de l'Université York, sachant qu'un groupe d'argiles appelées smectites était présent partout sur Mars, est allé plus loin dans un séparé, troisième article :Il a mesuré les propriétés de la smectite dans un laboratoire.

Les smectites ressemblent à de la roche ordinaire mais ont été formées par de l'eau liquide il y a longtemps. Smith a placé plusieurs échantillons de smectite dans un cylindre conçu pour mesurer comment les signaux radar interagiraient avec eux. Il les a également aspergés d'azote liquide, les congelant à moins 58 degrés Fahrenheit (moins 50 degrés Celsius) – près de ce qu'ils seraient au pôle sud martien.

"Le labo était froid, " Smith a dit. " C'était l'hiver au Canada à l'époque, et le pompage d'azote liquide dans la pièce la rendait plus froide. J'étais emmitouflé dans un chapeau, veste, des gants, foulard, et un masque à cause du COVID-19. C'était assez inconfortable."

Après avoir congelé les échantillons d'argile, Smith a trouvé que leur réponse correspondait presque parfaitement aux observations radar MARSIS. Puis, lui et son équipe ont vérifié les argiles présentes sur Mars à proximité de ces observations radar. Ils se sont appuyés sur les données de MRO, qui porte un minéral mapper appelé le Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer, ou CRISE.

Bingo. Alors que CRISM ne peut pas regarder à travers la glace, Smith a trouvé des smectites dispersées à proximité de la calotte glaciaire du pôle sud. L'équipe de Smith a démontré que la smectite gelée peut faire les réflexions - aucune quantité inhabituelle de sel ou de chaleur n'est requise - et qu'elle est présente au pôle sud.

Il n'y a aucun moyen de confirmer ce que sont les signaux radar brillants sans atterrir au pôle sud de Mars et creuser à travers des kilomètres de glace. Mais les articles récents ont proposé des explications plausibles qui sont plus logiques que l'eau liquide.

« En science planétaire, nous nous rapprochons souvent de la vérité, " Plaut a dit. " Le papier original n'a pas prouvé que c'était de l'eau, et ces nouveaux papiers ne prouvent pas que ce n'est pas le cas. Mais nous essayons de réduire autant que possible les possibilités afin de parvenir à un consensus."