Mars était autrefois rouge de rivières. Les traces révélatrices des rivières, ruisseaux et lacs du passé sont visibles aujourd'hui sur toute la planète. Mais il y a environ trois milliards d'années, ils se sont tous asséchés - et personne ne sait pourquoi.

"Les gens ont avancé des idées différentes, mais nous ne savons pas ce qui a provoqué un changement climatique aussi spectaculaire", a déclaré Edwin Kite, géophysicien à l'Université de Chicago. "Nous aimerions vraiment comprendre, surtout parce que c'est la seule planète dont nous savons avec certitude qu'elle est passée d'habitable à inhabitable."

Kite est le premier auteur d'une nouvelle étude qui examine les traces des rivières martiennes pour voir ce qu'elles peuvent révéler sur l'histoire de l'eau et de l'atmosphère de la planète.

Auparavant, de nombreux scientifiques avaient supposé que la perte de dioxyde de carbone de l'atmosphère, qui aidait à garder Mars au chaud, causait des problèmes. Mais les nouvelles découvertes, publiées le 25 mai dans Science Advances , suggèrent que le changement a été causé par la perte d'un autre ingrédient important qui maintenait la planète suffisamment chaude pour l'eau courante.

Mais nous ne savons toujours pas ce que c'est.

De l'eau, de l'eau partout, et pas une goutte à boire

En 1972, les scientifiques ont été étonnés de voir des images de la mission Mariner 9 de la NASA alors qu'elle faisait le tour de Mars depuis son orbite. Les photos ont révélé un paysage rempli de lits de rivières, preuve que la planète avait autrefois beaucoup d'eau liquide, même si elle est aujourd'hui sèche comme un os.

Comme Mars n'a pas de plaques tectoniques pour déplacer et enterrer la roche au fil du temps, d'anciennes traces fluviales reposent toujours à la surface comme des preuves abandonnées à la hâte.

Cela a permis à Kite et à ses collaborateurs, dont Bowen Fan, étudiant diplômé de l'Université de Chicago, ainsi que des scientifiques de la Smithsonian Institution, du Planetary Science Institute, du California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory et d'Aeolis Research, d'analyser des cartes basées sur des milliers de photos prises à partir de orbite par satellites. En fonction des pistes qui se chevauchent et de leur degré d'altération, l'équipe a reconstitué une chronologie de l'évolution de l'activité fluviale en altitude et en latitude sur des milliards d'années.

Ensuite, ils pourraient combiner cela avec des simulations de différentes conditions climatiques, et voir ce qui correspond le mieux.

Les climats planétaires sont extrêmement complexes, avec de très nombreuses variables à prendre en compte, surtout si vous voulez garder votre planète dans la zone "Goldilocks" où il fait exactement assez chaud pour que l'eau soit liquide mais pas si chaude qu'elle bout. La chaleur peut provenir du soleil d'une planète, mais il doit être suffisamment proche pour recevoir le rayonnement, mais pas si près que le rayonnement dépouille l'atmosphère. Les gaz à effet de serre, tels que le dioxyde de carbone et le méthane, peuvent piéger la chaleur près de la surface d'une planète. L'eau elle-même joue également un rôle; il peut exister sous forme de nuages ​​dans l'atmosphère ou sous forme de neige et de glace à la surface. Les calottes enneigées ont tendance à agir comme un miroir pour renvoyer la lumière du soleil dans l'espace, mais les nuages ​​peuvent soit piéger soit renvoyer la lumière, selon leur hauteur et leur composition.

Kite et ses collaborateurs ont exécuté de nombreuses combinaisons différentes de ces facteurs dans leurs simulations, à la recherche de conditions qui pourraient rendre la planète suffisamment chaude pour qu'au moins une certaine quantité d'eau liquide existe dans les rivières pendant plus de milliards d'années, puis la perdre brusquement. /P>

Mais en comparant différentes simulations, ils ont vu quelque chose de surprenant. Changer la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère n'a pas changé le résultat. Autrement dit, la force motrice du changement ne semble pas être le dioxyde de carbone.

"Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre puissant, c'était donc vraiment le principal candidat pour expliquer l'assèchement de Mars", a déclaré Kite, un expert des climats d'autres mondes. "Mais ces résultats suggèrent que ce n'est pas si simple."

Il existe plusieurs options alternatives. La nouvelle preuve correspond bien à un scénario, suggéré dans une étude de 2021 de Kite, où une couche de nuages ​​​​minces et glacés haut dans l'atmosphère de Mars agit comme du verre de serre translucide, emprisonnant la chaleur. Other scientists have suggested that if hydrogen was released from the planet's interior, it could have interacted with carbon dioxide in the atmosphere to absorb infrared light and warm the planet.

"We don't know what this factor is, but we need a lot of it to have existed to explain the results," Kite said.

There are a number of ways to try to narrow down the possible factors; the team suggests several possible tests for NASA's Perseverance rover to perform that could reveal clues.

Kite and colleague Sasha Warren are also part of the science team that will be directing NASA's Curiosity Mars rover to search for clues about why Mars dried out. They hope that these efforts, as well as measurements from Perseverance, can provide additional clues to the puzzle.

On Earth, many forces have combined to keep the conditions remarkably stable for millions of years. But other planets may not be so lucky. One of the many questions scientists have about other planets is exactly how lucky we are—that is, how often this confluence exists occurs in the universe. They hope that studying what happened to other planets, such as Mars, can yield clues about planetary climates and how many other planets out there might be habitable.

"It's really striking that we have this puzzle right next door, and yet we're still not sure how to explain it," said Kite. + Explorer plus loin

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