Publié le 5 janvier 2024 18:47. Des lacs souterrains, protégés par une fine couche de glace saisonnière, pourraient avoir persisté sur Mars pendant des millions d’années, remettant en question les modèles climatiques traditionnels de la planète rouge et expliquant la présence de formations géologiques liées à l’eau.
- Des lacs liquides, maintenus par une couche de glace saisonnière, pourraient avoir existé sur Mars sans nécessiter un climat globalement chaud.
- Une nouvelle étude de l’Université Rice utilise un modèle climatique adapté pour simuler ces conditions et expliquer la préservation des anciens lits de lacs martiens.
- La flexibilité du modèle permet de recréer des scénarios climatiques pour d’autres planètes en s’adaptant aux données disponibles.
La possibilité que de petits lacs d’eau liquide aient persisté sous une fine couche de glace sur Mars pendant des décennies, malgré les basses températures atmosphériques, ouvre une nouvelle perspective sur l’évolution climatique de la planète. Une étude récente menée par l’Université Rice, publiée dans Advances of the AGU, suggère que ces lacs auraient pu exister sans nécessiter un climat nettement plus chaud, résolvant une contradiction de longue date entre les modèles climatiques martiens et les indices géologiques témoignant d’une activité prolongée de l’eau à la surface.
Selon les chercheurs, la stabilité de ces lacs, protégés par une fine couche de glace saisonnière, contribue également à expliquer la remarquable préservation des anciens lits de lacs martiens.
« J’observais d’anciens bassins lacustres sur Mars et je me demandais si ces lacs auraient pu retenir l’eau pendant plus d’une saison dans un climat froid, étant donné l’absence de traces de glace épaisse et durable », explique
« Observer d’anciens bassins lacustres sur Mars sans preuve claire de glace épaisse et durable, je me suis demandé si ces lacs auraient pu retenir l’eau pendant plus d’une saison dans un climat froid. »
Éléonore Moreland, étudiante diplômée à Rice et principale auteure de l’étude
L’équipe a adapté un modèle climatique initialement développé pour la Terre, un outil conçu par l’experte en climat terrestre Sylvia Dee pour reconstituer des scénarios climatiques anciens à partir d’indicateurs indirects tels que les cernes des arbres ou les carottes de glace. Bien qu’il n’existe aucun enregistrement naturel de ce type sur Mars, les chercheurs ont utilisé les données collectées par les explorateurs robotiques, interprétant les informations provenant des roches et des minéraux comme des substituts aux archives climatiques.
Pendant plusieurs années, le groupe scientifique a reconfiguré le modèle pour refléter les conditions martiennes d’environ 3,6 milliards d’années, en tenant compte de l’affaiblissement du rayonnement solaire, de la concentration plus élevée de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et des schémas saisonniers très différents de ceux de la Terre. Sur cette base, ils ont développé le modèle LacM2ARS, qu’ils ont exécuté à travers 64 simulations différentes en utilisant les mesures réelles obtenues par le rover Curiosity de la NASA dans le cratère Gale, ainsi que des projections atmosphériques spécifiques à Mars.
Dans chaque simulation, les scientifiques ont imaginé l’existence d’un lac hypothétique à l’intérieur du cratère Gale, soumettant ses caractéristiques physiques et thermiques à des cycles de 30 années martiennes. L’objectif était de déterminer si l’eau de ces lacs resterait liquide dans les conditions environnementales simulées. « Il était passionnant de travailler sur une expérience qui consistait à réfléchir à la manière dont un modèle de lac conçu pour la Terre pouvait être adapté à une autre planète, même si ce processus impliquait beaucoup de débogage lorsque nous devions modifier, par exemple, la gravité », a expliqué
« Il était passionnant de travailler sur une expérience qui consistait à réfléchir à la manière dont un modèle de lac conçu pour la Terre pouvait être adapté à une autre planète, même si ce processus impliquait beaucoup de débogage lorsque nous devions modifier, par exemple, la gravité. »
Sylvia Dee, professeur agrégé de sciences de la Terre, de l’environnement et des planètes à Rice et co-auteur de l’étude
La sensibilité du modèle à des paramètres tels que la pression atmosphérique et la variabilité saisonnière de la température a surpris l’équipe. Cette flexibilité démontre que, grâce à des ajustements créatifs et à des expérimentations, les modèles basés sur la Terre peuvent recréer avec précision des scénarios climatiques pour d’autres planètes, comme Mars.
L’une des principales découvertes des simulations a été le rôle protecteur que la glace saisonnière aurait pu jouer dans les anciens lacs martiens. Lors de plusieurs tests, les lacs ont conservé leur état liquide sous une fine couche de glace pendant les saisons les plus froides, tandis qu’à d’autres moments, ils ont complètement gelé.
Selon
« Cette calotte glaciaire saisonnière se comporte comme une couverture naturelle pour le lac. »
Kirsten Siebach, professeur agrégé de sciences de la Terre, de l’environnement et des planètes à Rice et co-auteur du rapport
, cette couverture de glace a agi comme une barrière isolante, réduisant considérablement l’évaporation, tout comme une couverture naturelle. Elle a également permis au lac de fondre partiellement en été.
De plus, comme la glace est peu profonde et temporaire, « elle laisserait peu de preuves, ce qui pourrait expliquer pourquoi les explorateurs n’ont trouvé aucun signe clair de glace pérenne ou de glaciers sur Mars », a ajouté Siebach.
Cette découverte permet également d’expliquer la bonne conservation de certaines traces archéologiques, telles que des côtes préservées, des sédiments stratifiés et des gisements minéraux, sur la surface de Mars, sans pour autant nécessiter des conditions chaudes et persistantes pour leur formation.
Les auteurs soulignent que cette publication dans AGU Advances représente une avancée méthodologique dans la simulation des climats extraterrestres et des environnements lacustres. Le choix du cratère Gale comme scénario de test est justifié non seulement par la disponibilité des données, mais aussi par sa situation équatoriale, qui offre certains avantages, comme une plus grande exposition solaire par rapport à d’autres latitudes plus extrêmes. Les résultats suggèrent que l’absence de traces claires de glaces pérennes ou de glaciers n’infirme pas la possibilité que ces lacs aient existé sous des couvertures de glace minces et transitoires.
Les simulations ont conclu que la couverture de glace, loin d’être une simple conséquence climatique, jouait un rôle actif dans la conservation de l’eau liquide, en isolant le lac pendant l’hiver et en favorisant sa fonte partielle en été grâce à l’absorption de l’énergie solaire.
