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Tout un réseau de lacs sous-glaciaires découverts sur Mars

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| NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

La surface de Mars est hostile : un grand désert de poussières et de roches, ponctué de glace dans certaines zones. Cependant, il y a deux ans, des scientifiques ont réalisé une fantastique découverte : les preuves de la présence d’un réservoir d’eau liquide souterrain au niveau du pôle Sud. Des recherches plus approfondies les ont menés à la conclusion qu’il n’y avait non pas un lac, mais tout un réseau de lacs sous la calotte polaire martienne.

C’est le radar MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) qui avait permis de découvrir le premier lac souterrain en 2018 ; l’instrument se trouve sur la sonde spatiale Mars Express, lancée par l’Agence spatiale européenne en 2003. Les scientifiques exploitent la même technique que celle utilisée pour la détection de lacs sous-glaciaires en Antarctique : ils font rebondir des ondes radio sur la surface, puis analysent les échos afin de détecter d’éventuels changements de signal.

Des échos radars caractéristiques de l’eau liquide

La technique permet d’établir la topographie détaillée du sol martien. Le premier sondage radar ainsi réalisé avait révélé la présence d’un lac sous-glaciaire de 20 kilomètres de diamètre, à 1,5 kilomètre sous la calotte polaire sud.

La planétologue Graziella Caparelli, de l’Université du Queensland du Sud en Australie, explique que certains matériaux — dont l’eau liquide — reflètent davantage les signaux radars que d’autres. Ainsi, lorsque les signaux provenant du sous-sol sont plus intenses que ceux réfléchis par la surface, les scientifiques sont assurés d’être en présence d’eau liquide. La méthode a déjà été largement éprouvée sur Terre (où il est possible de vérifier directement les résultats). Elle est donc particulièrement fiable.

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Une nouvelle analyse plus poussée d’un ensemble de données radar, couvrant la période 2010-2019, a finalement permis de révéler la présence de plusieurs lacs sous-glaciaires cachés, non loin du lac identifié en 2018, et séparés par des régions de pierres sèches. En se référant aux observations terrestres, la conclusion ne fait aucun doute : « Dans un environnement sous-glaciaire terrestre, de telles réflexions fortes sous la glace sont associées à la présence d’eau basale ; il n’y a pas d’autres mécanismes physiques qui peuvent générer une anomalie aussi forte, à notre connaissance », explique la géophysicienne Elena Pettinelli, de l’Université de Rome III, qui a co-dirigé les recherches avec son collègue Sebastian Emanuel Lauro.

sonde radar lacs mars
Données radar relevées au niveau du pôle Sud de Mars. Les régions bleues sont hautement réfléchissantes, indiquant la présence d’eau liquide. Crédits : Lauro et al.

Selon les chercheurs, s’il s’agit bel et bien d’eau liquide, c’est sans doute de l’eau salée, voire extrêmement salée, sans quoi elle ne pourrait exister à l’état liquide. En effet, le climat sur Mars est très froid, même sous la surface. En 2018, l’équipe avait estimé que le lac sous-glaciaire était à environ 205 K (soit -68,15 °C). Or, le sel abaisse le point de congélation de l’eau (c’est bien pour cela que l’on sale les routes en hiver…). L’équipe précise dans son article que l’eau imprégnée de sels de calcium et de magnésium peut rester liquide à des températures aussi basses que 150 K et ce, pendant de très longues périodes. Or, Mars est particulièrement riche en sels de calcium et de magnésium, ainsi qu’en sodium.

De potentiels réservoirs de vie martienne

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La découverte d’un tel réseau de lacs sous-glaciaires permet aux chercheurs d’avancer dans la compréhension de leur origine. En effet, Pettinelli explique que l’existence d’un seul lac sous-glaciaire pourrait être attribuée à des conditions ad hoc telles que la présence d’un volcan sous la calotte glaciaire, ou à une autre situation unique, spécifique de l’emplacement où le premier lac a été découvert. Une autre explication émerge désormais : « La découverte de tout un système de lacs suggère plutôt que leur processus de formation soit relativement simple et peut-être courant », suggère-t-elle.

Cette nouvelle hypothèse implique que ces lacs « ont probablement existé pendant une grande partie de l’histoire de Mars », estime le planétologue Roberto Orosei, de l’Institut national d’astrophysique en Italie et chercheur principal pour MARSIS. Par conséquent, ces réserves d’eau pourraient renfermer des traces de formes de vie, qui auraient pu évoluer sur cette planète lorsque le climat y était moins hostile et qu’il y avait de l’eau liquide à sa surface.

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Il est d’ailleurs possible que des organismes microbiens prospèrent encore aujourd’hui dans ces lacs. En effet, sur Terre, certains organismes survivent dans les endroits les plus salés et les plus inhospitaliers (des archées et des bactéries ont été identifiées dans les sédiments de la mer Morte) et aussi dans les réservoirs sous-glaciaires, notamment en Islande.

Impossible d’en avoir le cœur net pour le moment : le Traité international sur l’espace extra-atmosphérique de 1967 interdit formellement d’envoyer une mission (que ce soit une machine ou des humains) à proximité d’une source d’eau extraterrestre pour éviter tout risque de contamination de la Terre au retour.

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Les membres du projet prévoient de partir à la recherche d’autres réservoirs d’eau potentiels sur Mars, notamment au niveau de la calotte glaciaire du pôle Nord. Selon Caparelli, il n’est pas invraisemblable que des lacs y demeurent également. Les chercheurs commencent tout juste à analyser les dernières données radar acquises et se réjouissent de leurs futures découvertes.

Parallèlement, Pettinelli souhaiterait pouvoir effectuer une surveillance sismique du sol martien, pour sonder les profondeurs de ces réservoirs d’eau. Pour ce faire, il suffirait d’utiliser les mêmes techniques de prospection sismique utilisées sur Terre pour sonder les lacs sous-glaciaires de l’Antarctique ou les gisements de pétrole. Mais une telle mission n’est pour le moment pas au programme des agences spatiales.

Source : Nature astronomy, Lauro et al.

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