Découverte de 3 autres grands réservoirs d’eau très salée sous la surface de Mars

La surface de Mars est réputée pour son aridité. La planète entière est un désert poussiéreux et stérile, un désert de roche et, dans certaines régions, de glace, mais aucune goutte d’eau liquide n’a été trouvée.

Image d’entête : Mars photographiée par le télescope spatial Hubble. (Steve Lee/ Jim Bell/ Mike Wolff/ NASA)

Mais en 2018, des scientifiques ont dévoilé une découverte capitale : ils avaient trouvé la preuve de l’existence d’un énorme réservoir souterrain d’eau liquide au pôle sud martien :

Désormais, ils ont franchi une étape décisive avec cette découverte. Il n’y a pas un, mais tout un réseau de multiples lacs sous la calotte glaciaire du pôle sud. Et cela signifie que le premier réservoir n’était pas un cas unique ou un phénomène de nature martienne.

Selon la géophysicienne Elena Pettinelli de l’université de Roma Tre en Italie qui a mené les recherches aux côtés de son collègue Sebastian Emanuel Lauro :

L’existence d’un seul lac sous-glaciaire pourrait être attribuée à des conditions particulières telles que la présence d’un volcan sous la calotte glaciaire, ou à une autre situation propre à l’endroit précis où nous avons trouvé le premier lac sous-glaciaire

La découverte d’un système entier de lacs suggère plutôt que leur processus de formation est relativement simple et peut-être commun.

Le pôle Sud martien obtenu par la sonde Mars Express en décembre 2012, à peu près au moment où elle a commencé à recueillir les profils radar du plan d’eau. (ESA/ Mars Express)

Le premier lac sous-glaciaire a été annoncé il y a un peu plus de deux ans. Il a été découvert à l’aide de l’instrument MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) sur l’orbiteur Mars Express.

Il utilise la même technique que celle utilisée pour trouver les lacs sous-glaciaires en Antarctique : il fait rebondir les ondes radio sur une surface et mesure les échos, en recherchant les changements dans le signal pour caractériser une topographie.

Représentation artistique de la sonde Mars Express scannant le relief martien à l’aide d’un radar. (ESA/ INAF/ David Coero Borgia)

Ces recherches par sondage radar ont d’abord révélé un seul lac sous-glaciaire à 1,5 km sous la calotte polaire sud, mesurant 20 km de diamètre.

Selon la planétologue Graziella Caparelli de l’Université du Queensland du Sud en Australie, qui a participé aux recherches :

Certains types de matériaux reflètent les signaux radar mieux que d’autres, et l’eau liquide est l’un de ces matériaux.

Par conséquent, lorsque les signaux provenant du sous-sol sont plus forts que ceux réfléchis par la surface, nous pouvons confirmer que nous sommes en présence d’eau liquide. Les radars sont utilisés sur Terre (où nous pouvons directement vérifier les résultats) dans le même but, nous sommes donc certains que la technique est fiable.

Depuis lors, l’équipe a mené d’autres enquêtes sur un ensemble de données s’étendant sur près d’une décennie, de 2010 à 2019. Et, dans une nouvelle analyse de ces données, ils ont trouvé trois nouvelles taches brillantes. En d’autres termes, un réseau de lacs sous-glaciaires séparés par des régions de pierre sèche, cachés sous le pôle sud, non loin du lac initial.

A partir de l’étude et des relevés radar, les lacs souterrains potentiels sous le pôle sud de Mars indiqués en bleu.  (Elena Pettinelli et col./ Nature)

Selon Pettinelli :

Dans un environnement sous-glaciaire terrestre, des réflexions aussi 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, pour autant que nous le sachions.

Il est important de noter que nous avons obtenu les mêmes résultats en utilisant des méthodes de traitement et d’analyse des données plus avancées que pour notre étude de 2018, et le fait qu’après avoir mené un processus d’analyse des données aussi rigoureux, nous ayons confirmé la présence de ce lac, et trouvé d’autres lacs, nous rend assez confiants quant à notre interprétation selon laquelle le liquide est de l’eau.

De plus, si c’est de l’eau liquide, c’est probablement de l’eau salée… de l’eau extrêmement salée. Mars est très froide, et même si l’intérieur est plus chaud que la surface, il est encore assez froid pour geler l’eau douce. En 2018, l’équipe a estimé que le lac qu’elle a trouvé serait à -68,15°C.

Mais le sel abaisse le point de congélation de l’eau, et peut faire beaucoup. Comme le note l’équipe dans son étude, l’eau imprégnée de sels de calcium et de magnésium peut rester liquide à des températures aussi basses que –120 °C, pendant de très longues périodes. Et Mars, comme nous le savons en explorant la surface, est riche en sels de calcium et de magnésium, ainsi qu’en sodium.

La découverte d’autres lacs sous-glaciaires salés est donc très importante. Cela signifie qu’ils peuvent se former facilement et rester en place pendant des périodes géologiques, ce qui constitue un indice important dans le vieux mystère de la relation entre l’eau et le climat sur Mars. Et cela a également une importance considérable dans la recherche des microbes martiens.

Selon le planétologue Roberto Orosei de l’Institut national d’astrophysique en Italie, et chercheur principal du MARSIS :

Ces lacs ont probablement existé pendant une grande partie de l’histoire de Mars. Pour cette raison, ils pourraient encore conserver des traces de toute forme de vie qui aurait pu évoluer lorsque Mars avait une atmosphère dense, un climat plus doux et la présence d’eau liquide à la surface, comme au début de la Terre.

Il est même possible que de la vie microbienne soit encore présente dans ces lacs.

Nous savons que ces derniers peuvent vivre dans quelques-uns des endroits les plus salés et les plus inhospitaliers que la Terre ait à offrir, ainsi que dans des réservoirs sous-glaciaires. Bien sûr, nous sommes très, très loin de faire une telle détection, et étudier de près l’eau martienne pourrait contrevenir au traité sur l’espace extra-atmosphérique de 1967. Mais cela vaut la peine d’y réfléchir.

La prochaine étape de l’équipe consiste à rechercher de l’eau ailleurs sur Mars. Il n’est pas certain que des réservoirs souterrains puissent exister à des latitudes plus basses, mais le pôle nord possède sa propre calotte glaciaire.

Selon Caparelli :

Il n’est pas invraisemblable que des lacs basaltiques existent également sous la calotte glaciaire du pôle nord.

L’analyse de quelques données acquises de la même manière que celles qui nous ont permis de « voir » les lacs sous-glaciaires du pôle sud ne fait que commencer.

Nous attendrons donc avec impatience de voir ces résultats lorsque l’équipe les aura analysés. En attendant, dans un monde idéal, Pettinelli aimerait envoyer des atterrisseurs pour effectuer une surveillance sismique afin de sonder la profondeur de ces réservoirs.

Cependant, comme les atterrisseurs martiens sont complexes et coûteux, et que des moniteurs sismiques seraient difficiles à mettre en place, nous pourrions attendre longtemps.

L’étude publiée dans Nature Astronomy : Multiple subglacial water bodies below the south pole of Mars unveiled by new MARSIS data et présentée sur le site de l’ESA : Mars Express finds more underground water on Mars.