L'eau sur Mars

L'eau sur Mars :

A la fin du XIX^e siècle :

  En 1877 l'astronome italien Schiaparelli décrit des "canaux" à la surface de Mars dont l'origine ne serait pas naturelle : les "canali". L'astronome Américain Perceval Lowell poursuivant cette idée, imagine même que ces canaux auraient été construits par des êtres intelligents luttant contre la sécheresse.

  Les canaux de Mars par l’astronome italien Giovanni Schiaparelli (1835-1910).
   Source iconographique : Enjoy Space

 D'après ces conclusions, il y aurait sur mars non seulement de l'eau liquide mais aussi la vie. Il s'agissait, seulement d'une illusion d'optique !

  Les progrès de la spectroscopie  au cours de la première moitié du XX^e siècle permirent de détecter des traces de CO₂ mais aucune trace d'eau dans l'atmosphère marsienne.

En 1965, les premières images de la sonde spatiale Mariner 4, confirment que les "canali" n'existent pas  mais permettent l'observation des calottes polaires qui sont attribuées à la présence de glace d'eau ( On montrera ensuite, qu'elles ne sont en fait que partiellement constituées de glace d'eau )

Mariner 4                                                       Calotte polaire sud observée par Mariner 4

Photographies issues du site Nirgal

  Les mesures réalisées dans les années 1970 par Mariner 9 et Viking 1 et 2 avec des spectromètres plus précis montrent que la vapeur d'eau n'est présente sur Mars qu'en quantité infime, mesures confirmées par les sondes Mars Global Surveyor (1996), Mars Odyssey (2001) et Mars Express (2003).

 Comme pour la Terre et les autre planètes telluriques, l'origine de l'atmosphère marsienne est liée à un dégazage, par l'intermédiaire des éruptions volcaniques essentiellement. Il s'agit principalement du gaz carbonique (CO₂), de l'azote (N₂) et de la vapeur d'eau (H₂O).

  Ces gaz vont céer un effet de serre et augmenter la température de surface de la planète planète,  permettant à l'eau liquide de s'écouler à la surface. Ainsi l'observation de nombreuses vallées à la surface de cette planète montre que de l'eau liquide a effectivement coulé en grande quantité à sa surface.

Cependant sur  Mars, petite planète, l'effet de serre est resté très faible et le dégazage interne a cessé rapidement faute d'énergie interne suffisante, l'eau s'est trouvée rapidemment sous forme de glace diminuant ainsi encore l'effet de serre.

L'absence de tectonique des plaques

De nos jours, l'eau sous forme liquide ne peut plus exister sur Mars car la pression atmosphérique est trop faible.

• Température de surface :
  • Tmaximale = + 20 °C
  • Tminimale = - 140 °C
• Pression atmosphérique : P = 10^-3 Pa soit 10^-8  mbar

  L'eau existe encore sur Mars, mais sous forme solide :

• dans le sous-sol martien : le permafrost.
• dans les régions polaires les calottes d'une épaisseur de l'ordre du mètre sont constituées de deux éléments différents :  de la glace d'eau et du gaz carbonique (ou neige carbonique). Même en été, les températures de Mars sont toujours trop basses pour que l'eau fonde de façon importante la calotte permanente est donc constituée de glace d'eau. Par contre la neige carbonique est sous forme gazeuse lorsque les température remontent l'été notamment.

Les découvertes récentes

  L'étude de l'eau sur Mars a fortement progressé récemment grâce :

• à la sonde européenne Mars Express, (décembre 2003), qui grâce à son détecteur infrarouge OMEGA,confirma la présence de glace d'eau dans la calotte polaire précisant sa concentration, 15 pour cent de la glace totale.
• aux rovers américains Spirit et Opportunity, (janvier 2004).  Opportunity,  détecta divers indices de la présence d'eau :
  • grâce à son spectromètre,  le rovers montra la présence de sulfates, éléments qui indiquent généralement que la roche qui les possède s'est formée dans l'eau ou  a été altérée par  l'eau. 
  • observation de microcavités, conséquence du développement de cristaux dans une saumure, puis dispartion de ces cristaux par dissolution.
  • observation de la disposition de sphérules, cette répartition dans le sol martien semble indiquer une origine liquide.
  • la présence de rides dans certaines roches suggère que ces roches se sont formées sous l'eau, au bord d'une ancienne mer.

Une hypothèse de présence d'eau liquide sur la planète rouge :

 La présence d'eau liquide dans les profondeurs du sous-sol martien est possible :

•   En effet  la température augmente avec la profondeur, à 3 kilomètres sous la surface au niveau de l'équateur et de 5 kilomètres sous les pôles, la température du sous-sol atteint 0°C et l'eau liquide peut alors exister.
• De plus à ces profondeurs ( 3 ou 5 kilomètres), la pression lithostatique doit être suffisamment forte pour permettre à des nappes d'eau d'exister.

A consulter : dossier du CNRS