L’ancienne Mars a peut-être été moins humide que nous ne le pensions

Les calottes glaciaires, et non les rivières précipitées, ont sculpté de nombreuses vallées martiennes, selon les scientifiques. La nouvelle recherche suggère que l’ancien Mars n’était pas aussi chaud et humide que nous le pensions, mais un expert à qui nous avons parlé n’est pas convaincu.

La nouvelle recherche publié dans Nature Geoscience suggère que les rivières tumultueuses n’étaient pas responsables de la forme distinctive de certaines vallées martiennes situées dans les hautes terres du sud de la planète. Au contraire, ces caractéristiques géologiques ont été forgées par la fonte de l’eau coulant sous de gigantesques glaciers, dans un processus géologique connu sous le nom d’érosion sous-glaciaire. L’ancien Mars, selon les nouvelles recherches, était probablement froid et glacé, et non la planète tempérée et humide qu’elle est souvent présumée être.

«Notre étude remet en question l’opinion largement répandue selon laquelle la plupart des réseaux de vallées sur Mars ont été formés par des rivières alimentées par les précipitations», a expliqué Gordon Osinski, co-auteur de l’article et géologue planétaire à l’Université Western. «Bien que nous ayons trouvé des preuves compatibles avec une petite poignée de réseaux de vallées qui se sont formés de cette manière, nos observations suggèrent que la majorité s’est formée sous les calottes glaciaires.

Fait intéressant, ces résultats, bien que surprenants, semblent correspondre aux résultats des modèles climatiques. Des simulations de l’ancienne Mars suggèrent que la planète rouge était froide et couverte de glace il y a environ 3,8 milliards d’années.

Pour la nouvelle étude, Osinski, avec Anna Grau Galofre de l’Arizona State University et Mark Jellinek de l’Université de la Colombie-Britannique, ont examiné des photos satellites de 10 276 vallées individuelles trouvées dans 66 réseaux de vallées sur Mars, ce qu’ils ont fait à l’aide d’un logiciel personnalisé. Leur algorithme était capable de faire correspondre les caractéristiques de la surface à des processus d’érosion spécifiques, y compris l’érosion glaciaire, sous-glaciaire, fluviale (eau de surface) et de saccage (eau souterraine).

«Si vous regardez la Terre depuis un satellite, vous voyez beaucoup de vallées: certaines d’entre elles sont construites par des rivières, d’autres par des glaciers, d’autres par d’autres processus, et chaque type a une forme particulière», a expliqué Grau Galofre dans une ASU dans un communiqué de presse. «Mars est similaire, en ce sens que les vallées sont très différentes les unes des autres, ce qui suggère que de nombreux processus étaient en jeu pour les sculpter.»

Les vallées martiennes ont également été comparées aux caractéristiques sous-glaciaires connues sur  la Terre. L’île Devon, située dans l’Arctique canadien, est «l’un des meilleurs analogues que nous ayons pour Mars ici sur Terre», a déclaré Osinski, car c’est un «désert polaire froid et sec et nous savons que la glaciation est en grande partie basée sur le froid».

Sur les 66 systèmes de vallées étudiés, les chercheurs en ont identifié 22 comme étant issus de l’érosion sous-glaciaire: 14 fluviaux, 9 glaciaires, 3 minants et 18 indéterminés. Ces résultats sont «la première preuve d’une érosion sous-glaciaire étendue provoquée par le drainage canalisé des eaux de fonte sous une ancienne calotte glaciaire sur Mars», a déclaré Jellinek dans le communiqué de presse de l’ASU, ajoutant que ces résultats «démontrent que seule une fraction des réseaux de vallées correspond aux modèles typiques de l’érosion des eaux de surface, qui contraste fortement avec la vision conventionnelle.

Bruce Jakosky, professeur de géologie à l’Université du Colorado et chercheur principal sur la mission Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), a décrit la nouvelle analyse comme «intéressante» mais pas «définitive».

«Sur la base de leurs chiffres, il semble y avoir une gradation régulière entre les propriétés des différents réseaux de vallées», a déclaré Jakosky dans un e-mail. «Avoir une gradation régulière des propriétés, mais les classer dans un nombre limité de processus de formation, semble laisser une place à des incertitudes importantes.»

En conséquence, Jakosky n’est pas très confiant des chiffres spécifiques utilisés dans l’étude. Il n’a pas non plus été impressionné par la taille relativement petite de l’échantillon de 66, étant donné la déclaration des auteurs selon laquelle «des centaines” de réseaux de vallées existent sur Mars.

«À l’exception du faible nombre pour l’érosion mineure, cela semble cohérent avec une distribution aléatoire entre les autres processus», a-t-il expliqué. «Autrement dit, même si l’érosion sous-glaciaire est la plus importante, elle n’est pas suffisamment dominante pour justifier la conclusion qu’il s’agit du processus majeur. Autrement dit, ils affirment que sous-glaciaire et fluvial dominent, mais cela semble plus à peu près égal entre tous les processus.

Il a ajouté que «leurs conclusions auraient dû être que tous les processus qu’ils ont examinés ont joué un rôle, et nous devons rechercher un environnement qui pourrait les soutenir tous.»

Scott King, géoscientifique de Virginia Tech, a estimé que le nouveau résultat était raisonnable et même probable.

«Je pense que le problème est que c’est Mars et que nous avons des idées assez fortes sur Mars et parfois cela nous empêche de regarder les observations», a écrit King dans un courriel.

En effet, les nouvelles données doivent être conciliées avec d’autres preuves géologiques de l’ancienne Mars, telles que les sites d’anciens lacs et deltas fluviaux (y compris Cratère Jezero, le site de destination du rover Mars Perseverance), des formations d’argile (comme découvert par le rover Curiosity), et même la preuve d’un ancien méga-tsunami sur Mars.

L’ancienne Mars était humide, mais le nouvel article complique notre compréhension du passé de cette planète en montrant comment des processus d’érosion autres que l’eau de surface à écoulement libre peuvent sculpter certaines caractéristiques géologiques. À l’avenir, les scientifiques feraient bien de se souvenir de cet article, même s’il est quelque peu incomplet. Cependant, il devient de plus en plus clair que l’ancienne Mars était un endroit complexe et dynamique.