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Mars perdrait de l'eau plus vite qu'on ne le pensait et cette découverte éclaire l'histoire de la planète rouge

Mars perdrait de l'eau plus vite qu'on ne le pensait et cette découverte éclaire l'histoire de la planète rouge
© NASA

Mars perdrait de l'eau plus rapidement qu'on ne l'avait supposé auparavant, selon une étude publiée ce jeudi 9 janvier 2020 dans la revue Science et menée par une équipe de chercheurs internationale. "L'eau sur Mars est capable de pénétrer très très haut dans l'atmosphère (à plus de 80 km d'altitude) dans des quantités qu'on n'imaginait pas et avec une facilité qu'on ne supposait pas. Cela a des implications fortes sur le fait que cette eau va s'échapper de l'atmosphère et se perdre dans l'espace, car il n'existe pas de moyens pour que Mars récupère cette eau", a résumé à à Business Insider France Franck Montmessin, directeur de recherche au laboratoire LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations spatiales) du CNRS qui a dirigé en partie l'étude. Mars reçoit en effet un apport régulier d'eau via des impact de comètes et d'astéroïdes mais cet apport n'est pas suffisant pour compenser les pertes.

Les chercheurs ont constaté que de grandes poches atmosphériques sont en état de sursaturation : "l'atmosphère contient alors entre 10 à 100 fois plus de vapeur l'eau que sa température ne lui permet en théorie. Avec les taux de sursaturation constatés, la capacité de l'eau à s'échapper serait plus que décuplée à certaines saisons", a-t-il précisé. Le chercheur du CNRS a détaillé ce mécanisme d'échappement de l'eau : une fois que l'eau (H20) est montée suffisamment haut pour atteindre les rayons du Soleil, "les rayons ultraviolets cassent les molécules en atomes d'oxygène (O2) et d'hydrogène (H). Ces atomes sont capables de se libérer de la gravité de Mars car ils sont beaucoup plus légers" — l'hydrogène est l'élément le plus simple et le plus léger.

"Jusqu'à présent, les scientifiques pensaient qu'il fallait beaucoup plus de temps (environ plusieurs dizaines d'années) pour que l'eau n'arrive haut dans l'atmosphère et qu'elle soit dissociée en atomes d'hydrogène et d'oxygène. En vérité, ce mécanisme prend beaucoup moins de temps : quelques jours à quelques semaines", a précisé Franck Montmessin.

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Mieux réconcilier le passé et le présent de Mars

Cette découverte permet "de mieux réconcilier le passé et le présent" de Mars, a estimé le directeur de recherche du CNRS. En effet, l'une des grandes énigmes concernant la planète rouge concerne la façon dont elle a pu devenir aussi aride, désertique et froide, alors qu'elle porte des traces apparentes d'une époque beaucoup plus humide et chaude, avec des fleuves, des lacs etc. "On avait du mal à réconcilier les quantités d'eau échappée admises jusqu'à présent avec les quantités très abondantes présentes dans le passé. [...] Mais cette découverte va dans la bonne direction. Le fait que l'eau s'échappe plus facilement et beaucoup plus rapidement expliquerait toutes ces cicatrices de la présence d'eau abondante sur la surface de Mars : ces rivières, fleuves, effondrements dus à des écoulements très brutaux, des endroits où l'eau a stagné."

Néanmoins, on ne sait toujours pas précisément ce qui s'est passé pour que Mars se transforme en une planète aride. Mais Franck Montmessin estime qu"on a besoin de s'appuyer sur des connaissances actuelles de Mars, bien fondées, pour pouvoir se projeter dans le passé et retracer l'histoire de Mars. Et cette découverte fait partie de cet effort. Si l'on n'arrive pas à comprendre ce que qui se passe aujourd’hui, c'est impossible de comprendre ce qui s'est passé autrefois."

Ces nouveaux résultats pourraient par ailleurs expliquer un phénomène observé par le télescope spatial Hubble et la sonde européenne Mars Express en 2014-2015 : les fluctuations de la couronne d'hydrogène qui entoure la planète. "On a vu cette couronne se mettre à briller et à s'éteindre, ce qui révèle des atomes d'hydrogène qui partaient, donc des changements très rapides, alors que l'on pensait que cette couronne était quelque chose de constant."

Encore beaucoup de zones d'ombres dans l'histoire martienne

"L'eau dans l'atmosphère est une composante négligeable de l'inventaire total de l'eau de la planète, étant équivalente à une couche globale de 10 μm d'épaisseur, mais régule néanmoins la dissipation de l'eau dans le temps", écrivent les chercheurs dans leur étude. Ces quantités d'eau dans l'atmosphère sont en effet moindres par rapport au réservoir de glace repéré au pôle nord, qui a une épaisseur de 3 km sur 1000 km de diamètre environ.

Des zones d'ombre dans l'histoire de Mars subsistent néanmoins toujours, "même si l'on avance à pas comptés. Chaque nouvelle mission apporte son lot de découvertes et l'on s'approche d'un récit qui tient à peu près la route, avec, certes, des zones d'ombre notamment cette question centrale : 'est-ce que l'environnement martien primitif est un environnement propre à la stabilité de l'eau en surface et surtout d'une eau telle qu'on la connaît sur Terre, autrement dit où la vie est capable de se développer ?'. Car on pourrait s'imaginer une eau avec des composés soufrés, théoriquement peu favorable à la vie telle qu'on la connaît ici", a expliqué le chercheur du CNRS.

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Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont utilisé les données récoltées très récemment, entre 2018 et 2019, par un des instruments à bord de la sonde Trace Gas Orbiter de la mission ExoMars, financée par l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'agence spatiale russe Roscosmos, et spécialement conçue pour détecter les gaz à l'état de trace dans de très faibles quantités.

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