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Hydrological processes on late Mars: water under the telescope and under the microscope

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Percer les secrets du passé aqueux de Mars grâce à la géologie

Des indices géologiques suggèrent que de l’eau a été présente à la surface sur Mars pendant une longue période. Cela pourrait avoir des conséquences importantes pour la recherche de traces de vie et de futurs sites d’atterrissage

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Les masses d’eau liquide ont peut-être toutes disparu de la surface de Mars, mais les preuves d’un passé aqueux ont marqué la planète de leur empreinte. «Depuis le début des années 1970, les scientifiques ont découvert de vastes vallées et chenaux s’étendant sur des milliers de kilomètres», explique Francesco Salese, titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie qui a travaillé sur le projet WET MARS à la faculté des géosciences de l’université d’Utrecht, aux Pays-Bas. «Ces observations ont complètement changé la façon dont nous imaginions Mars.» Des découvertes récentes ont également montré qu’il y a de l’eau emprisonnée sous la surface, à proximité des pôles. Un certaine quantité d’eau est également stockée dans les glaces ainsi que dans des matériaux riches en eau et présents en abondance, tels que les minéraux argileux et les sulfates.

Recréer le passé humide de Mars

En se basant sur ces découvertes, le projet WET MARS avait pour ambition de reconstruire les conditions qui existaient autrefois sur Mars, et de mieux comprendre le cycle hydrogéologique à l’origine des réseaux fluviaux complexes observés à la surface de la planète. Ces recherches ont été entreprises avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie. Les données orbitales ont permis à l’équipe du projet d’examiner, grâce à une analyse structurale détaillée à haute résolution, un vaste affleurement (de 1 500 m sur 200 m) de la planète rouge, et de formuler des interprétations paléoenvironnementales fiables à partir des indices issus de l’étude de la stratigraphie sédimentaire. Francesco Salese a également participé à des expériences à l’université d’Utrecht, portant sur le sous-sol gelé et faisant appel à des modèles numériques. Cela lui a permis de formuler de nouvelles hypothèses portant sur la formation des systèmes fluviaux martiens tardifs, ainsi que sur le rôle de l’érosion thermique et mécanique. «Tout cela m’a permis d’identifier certains éléments de la dynamique des fluides liés aux dépôts fluviaux martiens», indique-t-il. «En étudiant le grand affleurement de sédiments silicoclastiques martiens, j’ai identifié les premières preuves de l’existence de vastes rivières préservées dans la paroi exposée d’une falaise.» Le projet a également permis à l’équipe d’estimer la durée minimale de la période d’activité fluviale de l’ancien delta de Jezero, une région martienne choisie comme site d’atterrissage pour le rover Perseverance de la NASA, dont l’arrivée est prévue pour le début de l’année 2021.

Raviver le passé de Mars

Le projet WET MARS a permis de reconstituer le passé lointain de la voisine de notre planète. «Les preuves que nous avons trouvées indiquent que Mars a connu par le passé des périodes avec des écoulements d’eau prolongés», ajoute Francesco Salese. «Cela corrobore l’hypothèse d’un cycle hydrologique régi par les précipitations il y a environ 3,7 milliards d’années.» Cette conclusion va dans le sens des arguments précédemment avancés en faveur de la présence prolongée d’eau à la surface de Mars. Francesco Salese a prouvé l’existence d’un phénomène de sédimentation fluviale prolongée, dans un endroit où les matériaux transportés par les rivières se sont accumulés il y a encore une fois, près de 3,7 milliards d’années. «De telles rivières, avec un écoulement pérenne, nécessiteraient un environnement capable de retenir de grands volumes d’eau pendant de longues périodes», poursuit Francesco Salese. «Cela correspond davantage à un changement climatique progressif qu’à une série d’événements hydrologiques catastrophiques.» Selon Francesco Sales, prouver qu’il a existé un environnement humide pérenne pourrait s’avérer crucial dans notre quête visant à trouver les traces d’une vie ancienne sur la planète. «Nos résultats pourraient aider les missions planétaires à mieux comprendre l’activité fluviale et à déterminer combien de temps elle a duré sur Mars», indique-t-il. «Les équipes du rover Perseverance de la NASA et du rover Rosalind Franklin de l’ESA, par exemple, auront une meilleure idée de ce qu’il faut rechercher. Cela pourrait augmenter leurs chances de trouver des traces de vie.» Une fois le projet WET MARS terminé, Francesco Salese a l’intention de poursuivre ses études sur la géologie sédimentaire martienne et terrestre. «Ce projet nous a fourni une occasion unique de nous intéresser sérieusement à Mars avec une perspective sédimentologique», fait-il remarquer. «J’espère que ce que nous avons accompli servira à souligner davantage l’importance de la géologie dans l’exploration planétaire. Pour devenir un bon géologue planétaire, il faut commencer par être un bon géologue terrestre.»

Mots‑clés

WET MARS, Mars, planète, géologie, hydrogéologie, sédimentaire, NASA, ESA

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