De nouveaux résultats présentés lors de la 54e conférence sur les sciences lunaires et planétaires pourraient changer notre approche de l’exploration de Mars. Des scientifiques étudiant la surface de Mars ont découvert un glacier relique près de l’équateur de la planète. Le glacier relique pourrait signaler la présence de glace d’eau enfouie aux latitudes moyennes de la planète.
Certaines zones de la surface martienne sont connues pour leurs dépôts clairs (LTD). Le vaisseau spatial Viking de la NASA les a repérés à la fin des années 1970. Depuis lors, les scientifiques les ont trouvés à Valles Marineris, Hebes Chasma et à d’autres endroits sur Mars. Leurs caractéristiques inhabituelles ont retenu l’attention des chercheurs qui veulent comprendre comment ils se sont formés.
Alors que les LTD sont nommés pour leur couleur, ce n’est pas la seule façon dont ils diffèrent. Leurs surfaces peuvent également les distinguer de leur environnement. Le dessus des LTD peut être rugueux, contrairement à leur environnement à surface lisse.
Alors que les scientifiques ont travaillé pour reconstituer l’histoire géologique de Mars, ils ont essayé de comprendre ce que sont exactement les LTD et où ils se situent dans la chronologie. Dans un article de 2008, des chercheurs ont présenté des preuves que certains LTD sont des vestiges de dépôts de sources à grande échelle.
Différentes équipes de chercheurs ont examiné les LTD et sont parvenues à des conclusions différentes. Certains ont conclu qu’il s’agissait de dépôts lacustres, certains ont suggéré qu’ils étaient constitués de dépôts érodés par les murs, certains pensaient qu’il s’agissait de dépôts éoliens et certains ont même suggéré qu’il s’agissait de dépôts volcaniques.
Mais au fil du temps, les scientifiques ont appris que les LTD se composaient généralement de sels de sulfate légèrement colorés, ce qui signifie que l’eau était impliquée dans leur formation. Dans l’article récemment publié, les auteurs se sont concentrés sur un LTD dans l’est du Noctis Labyrinthus. Ce LTD présente des caractéristiques de surface intrigantes similaires à un glacier, notamment des bandes de moraines et des champs de crevasses.
Le nouvel article est “UN GLACIER RELICT PRÈS DE L’ÉQUATEUR DE MARS : PREUVE DE LA GLACIATION ET DU VOLCANISME RÉCENTS DANS L’EST DU NOCTIS LABYRINTHUS”. Il est publié par l’Institut SETI, et l’auteur principal est le Dr Pascal Lee, scientifique planétaire à l’Institut SETI.
« Ce que nous avons trouvé n’est pas de la glace, mais un gisement de sel avec les caractéristiques morphologiques détaillées d’un glacier. Ce que nous pensons qu’il s’est passé ici, c’est que le sel s’est formé au sommet d’un glacier tout en préservant la forme de la glace en dessous, jusqu’à des détails comme les champs de crevasse et les bandes de moraine », a déclaré le Dr Lee.
La région est couverte de matériaux volcaniques, et c’est un indice de ce qui s’est passé ici. Lorsque des matériaux pyroclastiques, notamment des cendres, de la pierre ponce et de la lave, ont éclaté des volcans, ils ont atterri au sommet de l’ancien glacier. Lorsqu’ils sont entrés en contact avec la glace, des réactions chimiques se seraient produites qui auraient formé une épaisse couche de sels de sulfate comme celles des LTD de Mars. Les sels de sulfate auraient formé une couche durcie moulée à la surface de la glace.
Sur de longues périodes, le matériau volcanique recouvrant le glacier s’est érodé. Ce qui reste est la couche de sels de sulfate, préservant la forme du glacier sous-jacent d’origine.
« Cette région de Mars a une histoire d’activité volcanique. Et là où certains des matériaux volcaniques sont entrés en contact avec la glace du glacier, des réactions chimiques auraient eu lieu à la frontière entre les deux pour former une couche durcie de sels de sulfate », explique Sourabh Shubham, étudiant diplômé au département de l’Université du Maryland. Géologie, et co-auteur de l’étude. “C’est l’explication la plus probable des sulfates hydratés et hydroxylés que nous observons dans ce dépôt de couleur claire.”
Cela explique la chimie derrière la formation de la couche de sulfate. Et la morphologie de la couche indique un glacier sous-jacent au moment où la couche de sulfate s’est formée.
«Les glaciers présentent souvent des types distinctifs de caractéristiques, notamment des champs de crevasse marginaux, évasés et tic-tac-toe, ainsi que des bandes de moraine de poussée et une foliation. Nous voyons des caractéristiques analogues dans ce dépôt aux tons clairs en termes de forme, d’emplacement et d’échelle. C’est très intrigant », a déclaré John Schutt, géologue au Mars Institute, guide expérimenté des champs de glace dans l’Arctique et l’Antarctique, et co-auteur de cette étude.
Au fil du temps, les cratères ont touché la région, mais seulement légèrement. Cela signifie que les caractéristiques sont géologiquement jeunes, probablement de l’âge amazonien de Mars, l’âge le plus récent qui inclut également Mars moderne.
«Nous avons eu connaissance de l’activité glaciaire sur Mars à de nombreux endroits, y compris près de l’équateur dans un passé plus lointain. Et nous connaissons l’activité glaciaire récente sur Mars, mais jusqu’à présent, uniquement à des latitudes plus élevées. Un glacier relique relativement jeune à cet endroit nous dit que Mars a connu de la glace de surface ces derniers temps, même près de l’équateur, ce qui est nouveau », a déclaré Lee.
Il n’y a pas de glace de surface ici. La glace du glacier peut s’être entièrement sublimée, ou une partie peut persister sous la calotte sulfatée.
“La glace d’eau n’est, à l’heure actuelle, pas stable à la surface même de Mars près de l’équateur à ces altitudes. Il n’est donc pas surprenant que nous ne détections aucune glace d’eau à la surface. Il est possible que toute la glace d’eau du glacier se soit maintenant sublimée. Mais il y a aussi une chance qu’une partie soit encore protégée à faible profondeur sous les sels de sulfate », a déclaré Lee.
L’idée n’est pas sans précédent. Il y a des endroits sur Terre où une calotte de sulfate a protégé la glace en dessous. Les plaines de l’Altiplano en Amérique du Sud contiennent d’anciennes glaces glaciaires enfouies à l’abri de l’évaporation, de la sublimation et de la fonte par une épaisse couche de sels brillants appelés salars, selon les auteurs.
Ce travail ne consiste pas seulement à découvrir certains des secrets du passé de Mars. Il s’agit également d’une future mission humaine sur Mars et de l’endroit où l’on pourrait atterrir. Les auteurs décrivent une vaste région sur Mars entre Valles Marineris et Noctis Labyrinthus et au nord du cratère Oudemans, où se trouve le glacier relique. C’est une région topographiquement déprimée qui n’a jusqu’à présent pas de nom officiel mais qui contient une géologie riche. La région a “… une histoire évolutive aqueuse, volcanique et glaciaire complexe”, selon les auteurs.
La région contenant le glacier relique porte un nom officieux : Atterrissage de Noctis. C’est parce que c’est un site d’atterrissage potentiel pour une future mission. En raison de sa riche diversité géologique, Atterrissage de Noctis est également une zone d’exploration potentielle.
Le nom officieux Atterrissage de Noctis est situé dans une zone souhaitable pour l’exploration. Une mission à Noctis Landing pourrait mettre la région de Valles Marineris à portée de main et exposer sa vaste histoire géologique à la science in situ. Cela pourrait également mettre à portée de main la région de Tharsis Montes, avec ses caractéristiques volcaniques et ses nombreuses grottes de lave.
Cela met en évidence l’importance des résultats, et tout se résume à l’eau. L’eau est la clé de toute présence humaine sur Mars.
Ces dernières années, les scientifiques ont découvert des preuves d’eau souterraine ou de glace d’eau sur Mars. Les signaux radar suggèrent la présence de lacs enfouis sous le pôle sud de la planète. Des études de suivi ont suggéré que les signaux pourraient ne pas provenir d’eau enfouie. D’autres recherches ont suggéré qu’il y a tellement d’eau disponible que nous n’aurions pas à creuser loin pour y accéder. Le sujet de l’eau martienne est toujours débattu.
Mais s’il y a de la glace d’eau sous le LTD à Noctis Landing, cela pourrait être une découverte très importante.
“Le désir d’atterrir des humains à un endroit où ils pourraient extraire de la glace d’eau du sol a poussé les planificateurs de mission à envisager des sites à plus haute latitude. Mais ces derniers environnements sont généralement plus froids et plus difficiles pour les humains et les robots. S’il y avait des endroits équatoriaux où la glace pouvait être trouvée à faible profondeur, alors nous aurions le meilleur des deux environnements : des conditions plus chaudes pour l’exploration humaine et toujours un accès à la glace », a déclaré Lee.
Si les résultats de l’équipe sont corrects et que le LTD est une couche de sulfates autrefois mariée à un glacier, cela ne signifie pas nécessairement qu’il y a encore de l’eau gelée quelque part en dessous. Cela reste à déterminer. L’étude de plus de LTD depuis l’orbite pourrait trouver d’autres cas où le sulfate a coiffé des glaciers et potentiellement laissé un substrat glacé. En savoir plus renforcerait ces premiers résultats.
Il y a encore beaucoup de travail à faire, selon Lee. “Nous devons maintenant déterminer si et combien de glace d’eau pourrait réellement être présente dans ce glacier relique, et si d’autres dépôts de couleur claire pourraient également avoir ou ont eu des substrats riches en glace.”
Une future mission proposée pourrait jouer un rôle important dans le travail qui reste à faire. L’Agence spatiale canadienne, l’Agence spatiale italienne, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale et la NASA développent toutes une mission qui se spécialiserait dans la recherche de glace d’eau martienne dans les régions non polaires de la planète. C’est ce qu’on appelle l’International-Mars Ice Mapper (I-MIM), et à ce stade, ce n’est qu’une proposition. Les agences impliquées l’appellent une “mission de pré-exploration”, et cela aiderait à ouvrir la voie à des missions sur Mars de la même manière que d’autres orbiteurs de reconnaissance ont ouvert la voie à MSL Curiosity et au Perseverance Rover.
Mais l’I-MIM se concentrerait directement sur la recherche de glace dans les latitudes moyennes de Mars. Il chercherait dans des zones à moins de 2 km d’altitude pour permettre l’entrée, la descente et l’atterrissage. La mission se concentrerait sur les latitudes entre 25 et 40, au nord et au sud. Les panneaux solaires sont plus efficaces loin des pôles, tandis que l’insolation solaire accrue à l’équateur contre-indique la glace. Son objectif serait de trouver de la glace d’eau à moins de 5 à 10 mètres de la surface et accessible auxastronautes.
Il n’y a pas de date ni d’échéancier pour l’I-MIM. Mais si et quand il se lance et commence à scanner Mars à la recherche de glace d’eau enfouie, ce sera un développement important. Cela signalera un nouveau niveau de détermination pour amener les humains sur Mars.
