L'eau perdue de Mars pourrait être enterrée sous la croûte de la planète

Une illustration de Mars regorgeant d'océans et de lacs. Nasa

Il y a des milliards d'années, Mars était une maison chaleureuse pour les lacs et les océans. C'est-à-dire jusqu'à ce que ces énormes corps liquides à sa surface disparaissent il y a environ 3 milliards d'années. Pendant des années, les scientifiques ont supposé que cette eau avait disparu dans l'espace lorsque l'atmosphère de la planète s'est éclaircie.

Il s'avère que l'eau n'a peut-être pas monté, monté et disparu. Il aurait pu en fait aller dans la direction opposée – souterraine. Selon un nouveau modèle développé par des chercheurs de Caltech et publié dans Sciences aujourd'hui, entre 30 % et 99 % de l'ancienne eau mondiale de Mars se trouvent encore dans la croûte martienne.

Ce travail s'appuie sur des travaux qui durent depuis des décennies, déclare Eva L. Scheller, géologue planétaire à Caltech et auteur principal de la nouvelle étude. Et de plus en plus de preuves d'observation nous amènent de plus en plus à penser à la perte d'eau sur Mars d'une nouvelle manière.

Les estimations actuelles suggèrent que Mars aurait pu avoir entre 100 et 1 500 mètres de couche équivalente globale (m GEL) d'eau à sa surface. (m GEL fait référence à une couche d'eau de 1 mètre qui couvrirait une surface plane de la planète - Scheller dit que 1 000 m GEL équivaut à environ la moitié de l'eau de l'océan Atlantique.) Même l'extrémité inférieure de cette estimation est encore beaucoup d'eau que la vie potentielle aurait pu utiliser pour s'établir.

Il est donc essentiel d'apprendre comment il a disparu. Si nous savons ce qui s'est passé, nous pourrions mieux comprendre quels endroits sur Mars auraient pu conserver des preuves de toute vie ayant évolué pendant cette période, et comment les missions actuelles et futures sur Mars pourraient rechercher ces preuves.

Dans la plupart des modèles de perte d'eau qui supposent une perte atmosphérique, l'idée a été que le rayonnement UV provoque la dissociation de l'eau élevée dans l'air en hydrogène et en oxygène. Les deux éléments, mais surtout les molécules d'hydrogène plus légères, s'échappent de l'atmosphère et se dirigent vers l'espace. Les scientifiques mesurent cette perte d'hydrogène (à l'aide de détecteurs de neutrons comme l'instrument FREND de l'ESA et le Trace Gas Orbiter de la Russie) comme indicateur pour déterminer le taux de perte d'eau sur Mars au fil du temps.

Cependant, il y a deux problèmes avec cette théorie. D'une part, cela n'explique pas pourquoi TGO ou d'autres missions détectent encore autant d'eau dans la croûte martienne. Deuxièmement, le taux de perte d'hydrogène mesuré jusqu'à présent est trop faible pour tenir compte de la quantité d'eau que nous pensons que Mars avait à l'origine. Cela ne pourrait vraiment expliquer que la partie inférieure de ce que pensent la plupart des géologues, dit Scheller.

En même temps, nous avons maintenant une meilleure compréhension de la quantité d'eau enfouie dans la croûte martienne. Une grande partie de cela est due en grande partie à des missions de rover comme Curiosity qui ont étudié directement les roches martiennes, ainsi qu'à l'analyse en laboratoire des météorites de Mars qui ont atterri sur Terre. Et toutes ces données ont lentement conduit les scientifiques à prendre plus au sérieux l'idée que la croûte jouait un rôle plus important dans la perte d'eau sur Mars.

Maintenant, Scheller et ses collègues ont mis au point un nouveau modèle qui utilise les données actuelles pour examiner si l'eau aurait pu être souterraine à la place.

Cette eau n'aurait pas été aspirée dans d'immenses océans souterrains. Au lieu de cela, les molécules d'eau se sont incorporées dans des structures minérales comme les argiles à la suite de processus comme l'altération. La même chose se produit ici sur Terre.

Ce processus pourrait représenter entre 30% et 99% de la perte totale d'eau au cours des 1 à 2 premiers milliards d'années de la planète, selon le modèle. Les pertes atmosphériques pourraient compenser le reste.

C'est un modèle extrêmement intrigant, déclare Joe Levy, géologue à l'Université Colgate, qui n'a pas participé à l'étude. Les minéraux hydratés et les minéraux formant des veines sont presque partout où nous regardons sur Mars. L'altération chimique galopante est une hypothèse vraiment provocatrice pour expliquer ce qui est arrivé à l'eau de Mars.

Une plage de 30% à 99% est, bien sûr, énorme. C'est parce que nous n'en savons tout simplement pas assez sur la teneur en eau de la croûte (surtout à l'échelle mondiale), ou à quoi ressemblait l'ancienne atmosphère de Mars et dans quelle mesure elle encourageait ou limitait la perte d'eau atmosphérique. Le modèle tente également de prendre en compte comment l'activité géologique dans le passé ancien (comme le volcanisme) a pu affecter ces mécanismes de perte d'eau.

Le modèle nous donne de nouveaux indices sur l'habitabilité martienne. Les découvertes ne répondent pas seulement à la façon dont Mars a pu perdre son eau, mais aussi lorsque il a perdu son eau, dit Scheller. Les auteurs sont certains que les minéraux hydratés de la croûte ont plus de 3 milliards d'années, ce qui signifie que Mars était potentiellement la plus habitable avant cela. Toute recherche de preuves de la vie ancienne serait mieux orientée vers les roches qui ont été préservées de cette période antérieure.

Scheller suggère que les rovers Curiosity et Perseverance pourraient être en mesure de rechercher des échantillons dans cette plage de temps. Persévérance notamment, dont la mission est principalement dédiée à la recherche de preuves de vie martienne, explorera un ancien lit de lac vieux de 3,8 milliards d'années . Il sera là pour étudier quels pourraient avoir été les mécanismes qui ont causé la séquestration de l'eau dans ces minéraux dans la croûte, dit Scheller. Même s'il ne peut pas faire le travail tout seul, il capturera des échantillons que les scientifiques pourraient étudier eux-mêmes en laboratoire .

La Terre et Mars ont commencé comme des mondes humides très similaires, mais ont fini par emprunter des chemins radicalement différents. La perte d'eau en minéraux hydratés dans la croûte n'est pas unique à Mars ; cela se produit tout le temps sur Terre. Mais la Terre profite du fait que ses plaques tectoniques recyclent activement ses roches crustales dans un processus qui libérerait cette eau. De plus, il a conservé une atmosphère épaisse qui a maintenu la planète à la température idéale pour que la vie puisse évoluer et prospérer. Mars n'a pas de plaques tectoniques et son atmosphère a subi une hémorragie lorsque son champ magnétique s'est arrêté il y a 4 milliards d'années.

En fin de compte, c'est la chose à garder à l'esprit à propos de l'habitabilité sur les planètes telluriques, dit Scheller. C'est très fragile.

cacher