Des canaux mystérieux sillonnant les dunes martiennes pourraient être l’œuvre de blocs de glace carbonique, et non d’eau liquide comme on le pensait auparavant. Une nouvelle étude révèle un processus inédit où ces blocs, en sublimant, creusent littéralement leur chemin à travers le sol rouge.
Publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique, cette recherche propose un mécanisme surprenant pour expliquer la formation de ces structures énigmatiques. L’équipe, dirigée par la géologue planétaire Lonneke Roelofs de l’Université d’Utrecht (Pays-Bas), a découvert que des blocs de glace de dioxyde de carbone (CO₂) peuvent « creuser » les dunes martiennes grâce à un processus jusqu’alors inconnu des sciences de la Terre.
« C’était comme observer des vers des sables dans le film Dune », explique Roelofs. « Les blocs se déplaçaient indépendamment le long de la pente, creusant le sol avec une efficacité surprenante. »
Le phénomène se produit durant l’hiver martien, lorsque les températures peuvent descendre jusqu’à -120 °C. La fine atmosphère de la planète permet alors la formation de couches de neige carbonique sur les dunes de l’hémisphère sud. Au printemps, les pentes se réchauffent rapidement, et des blocs de glace, atteignant parfois 70 centimètres d’épaisseur et plus d’un mètre de long, se détachent et glissent vers le bas. En raison de la faible pression atmosphérique et du fort contraste thermique entre le sable chaud et la glace froide, la partie inférieure des blocs subit un processus de sublimation – elle passe directement de l’état solide à l’état gazeux sans fondre.
Cette sublimation génère une pression de gaz suffisante pour soulever le bloc et le faire glisser, creusant ainsi le sol. « Dans nos simulations, nous avons observé comment la pression du gaz dispersait le sable dans toutes les directions », précise Roelofs. « Le bloc se retrouvait coincé dans une petite cavité, mais continuait à descendre lentement. » Des expériences en laboratoire, menées dans une chambre martienne reproduisant les conditions extrêmes de la planète, ont confirmé ces observations. En laissant tomber des blocs de neige carbonique sur des pentes sablonneuses, les chercheurs ont pu recréer des canaux similaires à ceux observés sur Mars, avec des crêtes sablonneuses sur les côtés.
Pour tester leur hypothèse, Roelofs et son étudiante Simone Visschers se sont rendus à l’Open University de Milton Keynes (Royaume-Uni), où se trouve une chambre martienne capable de reproduire les basses pressions et les températures extrêmes de la planète rouge. Ils ont recréé des pentes sablonneuses en laboratoire et laissé tomber des blocs de neige carbonique. Lorsque l’angle de descente était optimal, les blocs ont commencé à se creuser d’eux-mêmes, se comportant comme de véritables « taupes » ou « vers de sable ». Les images et les données recueillies ont montré que le phénomène produit des ravins identiques à ceux observés par le satellite HiRISE de la NASA dans la région du cratère Matara. Les irrégularités du tracé de ces ravins semblent être dues aux crêtes de vent et aux variations locales de la granulométrie du sable, qui dévient la trajectoire des blocs lors de leur descente.
Cette découverte apporte une preuve expérimentale à une hypothèse de longue date : les ravins martiens ne seraient pas le résultat de l’érosion par de l’eau liquide, mais de processus cryogéniques liés à la glace de CO₂. Ce mécanisme explique également pourquoi ces structures ne se trouvent que dans certaines régions et saisons, et pourquoi les preuves d’écoulements d’eau récents sont rares. Ce phénomène est unique, car le dioxyde de carbone ne se solidifie pas dans les conditions naturelles de la Terre.
Roelofs avait déjà contribué, en 2024, à une étude sur la sublimation de la glace de CO₂ comme cause des coulées de débris martiennes, qui forment des canaux sur les parois des cratères. La nouvelle recherche étend ces résultats, démontrant que le même principe physique peut également expliquer la formation des ravins. L’étude des processus qui façonnent la surface de Mars permet non seulement de mieux comprendre la planète rouge, mais aussi de remettre en question notre compréhension de la Terre, en révélant de nouveaux mécanismes naturels et en soulignant à quel point la vie terrestre est liée – et limitée – aux conditions de notre planète.
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