Mars d'aujourd'hui est un désert gelé, plus froid et plus aride que l'Antarctique, et les scientifiques sont à peu près sûrs que c'est ainsi depuis au moins les 3 derniers milliards d'années. Cela fait d'un vaste réseau de vallées creusées par l'eau sur les flancs d'un cratère d'impact appelé Lyot - qui s'est formé il y a entre 1,5 milliard et 3 milliards d'années - quelque chose d'un mystère martien. On ne sait pas d'où vient l'eau.

Maintenant, une équipe de chercheurs de l'Université Brown a proposé ce qu'ils considèrent comme l'explication la plus plausible de la formation des réseaux de la vallée du Lyot. Ils concluent qu'au moment de l'impact Lyot, la région était probablement recouverte d'une épaisse couche de glace. L'impact géant qui a formé le cratère de 225 kilomètres a projeté des tonnes de roches brûlantes sur cette couche de glace, en fondant suffisamment pour creuser les vallées peu profondes.

« Sur la base de l'emplacement probable des dépôts de glace au cours de cette période de l'histoire de Mars, et la quantité d'eau de fonte qui aurait pu être produite par les éjectas de Lyot atterrissant sur une calotte glaciaire, nous pensons que c'est le scénario le plus plausible pour la formation de ces vallées", a déclaré David Weiss, un doctorat récent. diplômé de Brown et auteur principal de l'étude.

Weiss est co-auteur de l'étude, qui est publié dans Lettres de recherche géophysique , avec le conseiller et professeur de sciences planétaires Brown Jim Head, ainsi que d'autres étudiants diplômés Ashley Palumbo et James Cassanelli.

Il existe de nombreuses preuves que l'eau coulait autrefois sur la surface martienne. Des réseaux de vallées creusées par l'eau similaires à ceux de Lyot ont été retrouvés à plusieurs endroits. Il existe également des preuves d'anciens systèmes lacustres, comme ceux du cratère Gale où le rover Curiosity de la NASA explore actuellement et du cratère Jezero où le prochain rover pourrait atterrir.

La plupart de ces caractéristiques de surface liées à l'eau, cependant, remontent très tôt dans l'histoire de Mars - les époques connues sous le nom de Noachian et Hesperian, qui s'est terminé il y a environ 4 milliards et 3 milliards d'années respectivement. D'il y a environ 3 milliards d'années à nos jours, Mars a connu une période sèche appelée l'Amazonie.

Les réseaux de vallées du Lyot sont donc un exemple rare d'activité des eaux de surface plus récente. Les scientifiques ont daté le cratère lui-même de l'Amazonie, et les réseaux de vallées semblent s'être formés à peu près au même moment ou peu après l'impact. La question est donc :d'où venait toute cette eau pendant l'Amazonie aride ?

Les scientifiques ont avancé un certain nombre d'explications potentielles, et les chercheurs de Brown ont entrepris d'enquêter sur plusieurs des principaux.

Une de ces explications potentielles, par exemple, est qu'il pourrait y avoir eu un vaste réservoir d'eau souterraine lorsque l'impact Lyot s'est produit. Cette eau, libéré par l'impact, aurait pu couler à la surface le long de la périphérie du cratère et creuser les vallées. Mais sur la base de preuves géologiques, disent les chercheurs, ce scénario est peu probable

« Si celles-ci étaient formées par une décharge d'eaux souterraines profondes, que l'eau aurait aussi coulé dans le cratère lui-même, " Weiss a déclaré. "Nous ne voyons aucune preuve qu'il y avait de l'eau présente à l'intérieur du cratère."

Les chercheurs ont également examiné la possibilité d'effets atmosphériques transitoires suite à l'impact de Lyot. Une collision de cette taille aurait vaporisé des tonnes de roche, envoyant un panache de vapeur dans l'air. Alors que ce panache chaud interagissait avec l'atmosphère froide, il aurait pu produire des précipitations qui, selon certains scientifiques, auraient pu creuser les vallées.

Mais ça, trop, semble peu probable, concluent les chercheurs. Toute pluie liée au panache serait tombée après que les éjectas d'impact rocheux se soient déposés à l'extérieur du cratère. Alors si l'eau de pluie a creusé les vallées, on s'attendrait à voir des vallées couper à travers la couche d'éjecta. Mais il n'y a quasiment pas de vallées directement sur l'éjecta de Lyot. Plutôt, Palumbo a dit, « La grande majorité des vallées semblent émerger de sous les éjectas à sa périphérie externe, ce qui jette un sérieux doute sur le scénario de l'eau de pluie."

Cela a laissé les chercheurs avec l'idée que l'eau de fonte, produit lorsque des éjectas chauds interagissent avec une surface glacée, sculpté les vallées du Lyot.

Selon les modèles de l'histoire climatique de Mars, la glace maintenant piégée principalement aux pôles de la planète a souvent migré vers les régions des latitudes moyennes où se situe Lyot. Et il existe des preuves suggérant qu'une calotte glaciaire était effectivement présente dans la région au moment de l'impact.

Certaines de ces preuves proviennent de la rareté des cratères secondaires à Lyot. Des cratères secondaires se forment lorsque de gros morceaux de roche projetés dans les airs lors d'un impact important retombent à la surface, laissant une poignée de petits cratères entourant le cratère principal. A Lyot, il y a beaucoup moins de cratères secondaires qu'on ne le pense, disent les chercheurs. La raison de cela, ils proposent, est-ce qu'au lieu d'atterrir directement sur la surface, les éjectas de Lyot se sont posés sur une épaisse couche de glace, ce qui l'empêchait de creuser la surface sous la glace. Sur la base du relief du versant nord de Lyot, l'équipe estime que la couche de glace aurait pu avoir une épaisseur de 20 à 300 mètres.

L'impact Lyot aurait craché des tonnes de roche sur cette couche de glace, dont certains auraient été chauffés à 250 degrés Fahrenheit ou plus. En utilisant un modèle thermique de ce processus, les chercheurs estiment que l'interaction entre ces roches chaudes et une calotte glaciaire de surface aurait produit des milliers de kilomètres cubes d'eau de fonte, assez facilement pour creuser la vallée vue à Lyot.

"Ce que cela montre, c'est un moyen d'obtenir de grandes quantités d'eau liquide sur Mars sans avoir besoin d'un réchauffement de l'atmosphère et de toute eau souterraine liquide, " a déclaré Cassanelli. " Nous pensons donc que c'est une bonne explication de la façon dont ces canaux se forment en Amazonie. "

Et c'est possible, La tête dit, que ce même mécanisme aurait pu être important avant l'Amazonie. Certains scientifiques pensent que même au début des époques noachienne et hespérienne, Mars était encore assez froid et glacial. Si tel était le cas, alors ce mécanisme d'eau de fonte pourrait également avoir été responsable d'au moins certains des réseaux de vallées les plus anciens sur Mars.

"C'est certainement une possibilité qui mérite d'être étudiée, " dit la tête.