Il a fallu quinze ans d'imagerie et près de trois ans à assembler les pièces pour créer la plus grande image jamais réalisée, la mosaïque de 8 000 milliards de pixels de la surface de Mars. Maintenant, la première étude à utiliser l'image dans son intégralité fournit un aperçu sans précédent des anciens systèmes fluviaux qui couvraient autrefois les vastes plaines de l'hémisphère sud de la planète. Ces roches sédimentaires vieilles de trois milliards d'années, comme ceux des archives géologiques de la Terre, pourraient s'avérer des cibles précieuses pour l'exploration future des climats et de la tectonique passés sur Mars.

L'oeuvre, publié ce mois-ci dans Géologie , complète les recherches existantes sur l'histoire hydrologique de Mars en cartographiant les anciennes crêtes fluviales (rivières), qui sont essentiellement l'inverse d'un lit de rivière. "Si vous avez un canal fluvial, c'est la partie érosion d'une rivière. Donc, par définition, il n'y a pas de dépôts là-bas pour que vous puissiez étudier, " Jay Dickson, auteur principal sur le papier, explique. "Vous avez des rivières qui érodent les rochers, Alors, où sont passés ces rochers ? Ces arêtes sont l'autre moitié du puzzle." En utilisant la mosaïque, par opposition à des images plus localisées, laissez les chercheurs résoudre ce casse-tête à l'échelle mondiale.

Mars était un monde humide, comme en témoignent les enregistrements rupestres des lacs, rivières, et glaciaires. Les crêtes fluviales se sont formées il y a entre 4 et 3 milliards d'années, lorsqu'il est grand, les rivières plates ont déposé des sédiments dans leurs canaux (plutôt que d'avoir seulement l'eau coupée à la surface). Des systèmes similaires aujourd'hui peuvent être trouvés dans des endroits comme le sud de l'Utah et la Vallée de la Mort aux États-Unis, et le désert d'Atacama au Chili. Heures supplémentaires, sédiments accumulés dans les canaux; une fois l'eau asséchée, ces crêtes étaient tout ce qui restait de certaines rivières.

Les crêtes ne sont présentes que dans l'hémisphère sud, où se trouve certains des terrains les plus anciens et les plus accidentés de Mars, mais ce modèle est probablement un artefact de conservation. "Ces crêtes se trouvaient probablement sur toute la planète, mais les processus ultérieurs les ont enterrés ou érodés, " dit Dickson. " L'hémisphère nord est très lisse parce qu'il a été refait surface, principalement par des coulées de lave. les hautes terres du sud sont « certaines des surfaces les plus plates du système solaire, " dit Woodward Fischer, qui a participé à ce travail. Cette planéité exceptionnelle fait pour un bon dépôt sédimentaire, permettant la création des dossiers à l'étude aujourd'hui.

Qu'une région ait ou non des crêtes fluviales est une observation de base qui n'était pas possible jusqu'à ce que cette image haute résolution de la surface de la planète soit assemblée. Chacun des 8 trillions de pixels représente 5 à 6 mètres carrés, et la couverture est proche de 100 pour cent, grâce à "l'ingénierie spectaculaire" de la caméra contextuelle de la NASA qui lui a permis de fonctionner en continu pendant plus d'une décennie. Une première tentative de cartographie de ces crêtes a été publiée en 2007 par Rebecca Williams, un co-auteur de la nouvelle étude, mais ce travail était limité par la couverture et la qualité des images.

« Le premier inventaire des dorsales fluviales à l'aide d'images à l'échelle métrique a été réalisé sur des données acquises entre 1997 et 2006, " dit Williams. " Ces bandes d'images ont échantillonné la planète et ont fourni des instantanés alléchants de la surface, mais il y avait une incertitude persistante quant aux crêtes fluviales manquantes dans les lacunes des données. »

La résolution et la couverture de la surface de Mars dans la mosaïque ont éliminé une grande partie de l'incertitude de l'équipe, combler les lacunes et fournir un contexte pour les fonctionnalités. La mosaïque permet aux chercheurs d'explorer des questions à l'échelle mondiale, plutôt que de se limiter à plus patcher, études localisées et extrapolation des résultats à l'ensemble de l'hémisphère. De nombreuses recherches antérieures sur l'hydrologie de Mars se sont limitées à des cratères ou à des systèmes uniques, où la source et la destination des sédiments sont connues. C'est utile, mais plus de contexte est préférable afin de vraiment comprendre l'histoire environnementale d'une planète et d'être plus certain de la façon dont une caractéristique individuelle s'est formée.

En plus d'identifier 18 nouvelles crêtes fluviales, l'utilisation de l'image en mosaïque a permis à l'équipe de réexaminer les caractéristiques qui avaient été précédemment identifiées comme des crêtes fluviales. En y regardant de plus près, some weren't formed by rivers after all, but rather lava flows or glaciers. "If you only see a small part of [a ridge], you might have an idea of how it formed, " Dickson says. "But then you see it in a larger context—like, Oh, it's the flank of a volcano, it's a lava flow. So now we can more confidently determine which are fluvial ridges, versus ridges formed by other processes."

Now that we have a global understanding of the distribution of ancient rivers on Mars, future explorations—whether by rover or by astronauts—could use these rock records to investigate what past climates and tectonics were like. "One of the biggest breakthroughs in the last twenty years is the recognition that Mars has a sedimentary record, which means we're not limited to studying the planet today, " Fischer says. "We can ask questions about its history." And in doing so, he says, we learn not only about a single planet's past, but also find "truths about how planets evolved... and why the Earth is habitable."

As this study is only the first to use the full mosaic, Dickson looks forward to seeing how it gets put to use next. "We expect to see more and more studies, similar in scale to what we're doing here, by other researchers around the world, " he says. "We hope that this 'maiden voyage' scientific study sets an example for the scale of science that can be done with a product this big."