Mars, photo via Pixabay
Il y a environ 3, 5 milliards d'années, Mars a commencé à passer d'un climat plus humide et plus chaud à la planète sèche et froide que nous voyons aujourd'hui. Cette période de changement géologique, connue sous le nom d'âge hespérien, a été une période agitée. La planète rouge a été témoin d'éruptions volcaniques généralisées et d'inondations catastrophiques, alors que la glace fondue se précipitait dans de larges cratères, formant des lacs. Ces catastrophes naturelles ont creusé dans sa surface un réseau de bassins appelés canaux d'écoulement, érodant le terrain et remodelant le paysage de la planète. La fin exacte de cette période géologique de l'histoire de Mars est inconnue, mais les scientifiques donnent une estimation approximative d'il y a 3 milliards d'années.
Plus tard, beaucoup de ces canaux de sortie se sont recouverts de lave, enterrant des preuves de l'histoire géologique de Mars. Mais maintenant, une nouvelle carte du sous-sol de la planète montre pour la première fois à quoi ressemble l'un de ces canaux enfouis en trois dimensions. Les résultats, publiés aujourd'hui dans la revue Science, reconstituent le Marte Vallis, le plus grand des plus jeunes canaux sur Mars. Marte Vallis est situé dans la région d’Elysium Planitia, une étendue de plaines le long de l’équateur et la plus jeune région volcanique de la planète .
Pour créer la carte 3D, Les chercheurs ont utilisé les données de Shallow Radar, un appareil permettant de détecter la présence d'eau liquide ou gelée sous la croûte de Mars. Connue sous le nom de SHARAD, cette technologie embarque le vaisseau spatial Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, qui tourne actuellement autour de la planète pour étudier son climat. Le radar à sondes orbitales de SHARAD fonctionne de la même manière que les analyses par imagerie médicale. Il envoie des signaux à la surface, dont certains rebondissent automatiquement sur le vaisseau spatial. Les signaux qui ne rebondissent pas facilement peuvent pénétrer dans la croûte de Mars et enregistrer des structures enterrées avant de revenir à l'appareil. Les données apparaissent dans des coupes transversales bidimensionnelles, qui sont ensuite reconstituées pour construire la représentation 3D. De cette manière, un ensemble de canaux profondément rainurés a été révélé.
Visualisation 3D des canaux enfouis de Marte Vallis sous la surface de Mars. Image via Smithsonian Institution / NASA / JPL-Caltech / Université Sapienza de Rome / Équipe MOLA / USGS
Le système de canaux, vieux de 10 millions à un demi-milliard d’années, a une largeur de 60 milles et une longueur de plus de 600 kilomètres. D'après ce que l'on peut voir de la surface de Marte Vallis, la structure des canaux est semblable à celle de systèmes de canaux plus anciens, qui remontent à l'Hespérie. , mais la lave qui avait masqué un grand nombre de leurs caractéristiques empêchait les chercheurs de faire des estimations précises de sa profondeur.
Les nouvelles données révèlent que l'ampleur de l'érosion pour Marte Vallis a bien été sous-estimée: le chenal principal d'une largeur de 25 miles est au moins deux fois plus profond que les précédentes approximations indiquées. La carte montre plusieurs canaux perchés qui alimentent le canal principal plus profond et plus large. Ces canaux jadis s'étendent le long d'une série de quatre îles, qui ont été inondées par des collines en forme de larmes.
Les chercheurs ont découvert que la géométrie des caractéristiques est similaire à celle des canaux les plus anciens de la planète, moins obscurcis par la lave, ce qui les rend plus faciles à étudier. Cela suggère également que le Marte Vallis aurait pu être entièrement sculpté par l'eau, explique Gareth Morgan, auteur principal de l'étude, géologue au Centre d'études sur la terre et les planètes du National Air and Space Museum. En fait, la plupart des scientifiques de Mars admettent que les canaux d'écoulement sur Mars ont été sculptés par l'eau. La lave creuse également des tunnels en raison de l'érosion thermique qui réchauffe le terrain, mais Morgan affirme que ce processus est invraisemblable en raison de l'ampleur de l'érosion sur les canaux de Marte Valle. La vitesse des eaux de ruissellement est également plus efficace contre l'érosion que le flux de lave, qui peut rester collé sur le roc, dit Morgan. De plus, la lave crée des tunnels moins larges, généralement de plusieurs kilomètres, de sorte que les tunnels effondrés ne peuvent pas prendre en compte la taille importante des canaux.
En utilisant la carte, les chercheurs ont également été en mesure de localiser la source des eaux de crue: une partie de la fracture de Cerberus Fossae maintenant enfouie, une série de fissures à la surface de la planète. Les chercheurs estiment que l'eau d'un réservoir situé en profondeur sous la surface de Mars a été libérée par l'activité tectonique ou volcanique voisine et a rapidement fonctionné pour former les canaux. Ces chaînes auraient été une affaire de courte durée », dit Morgan. «La fracture aurait relié cette eau souterraine à la surface. Après quelques semaines ou quelques mois, la source aurait été épuisée. ”
Mais pourquoi l'eau était-elle dans ce réservoir à une époque où l'on pense que le reste de Mars était sec? Les auteurs pensent que l'eau aurait pu s'accumuler dans les aquifères souterrains au cours de l'Hespérie. En théorie, cette eau aurait pu rester stable sous forme liquide longtemps après la fin de l'Hesperian. Morgan pense que la carte 3D pourrait fournir plus de preuves à l’appui de cette hypothèse, montrant que Mars était un lieu humide dans le passé le plus récent, et non le plus ancien.
Plus de 20 canaux de sortie similaires sont répartis sur la surface de la planète, s'étendant sur des centaines de kilomètres de long. Les plus importantes se trouvent dans la Chryse Planitia, une plaine volcanique circulaire située dans l'hémisphère nord de Mars. Le plus grand, le Kasei Valles, s'étend sur 1 500 km dans la plaine.
Les inondations cataclysmiques telles que celles qui ont façonné les canaux de Mars ne sont pas propres à la planète rouge. Il y a environ 14 000 ans, la plus grande inondation connue sur Terre provenait du lac Missoula, un plan d'eau préhistorique qui existait à la fin de la dernière période glaciaire dans le Montana actuel. Les eaux ont érodé une partie du paysage de l'État de Washington, formant les chenaux canalisés, un terrain qui ressemble à des canaux d'écoulement martiens. On estime que le chenal principal de Marte Vallis a une profondeur comprise entre 226 et 371 pieds, une profondeur comparable à celle des Scablands de Channeled.
Donc, si les vastes canaux de sortie de Mars ont été formés en jaillissant de l'eau, la question demeure: où était tout cela auparavant?
Une partie de celle-ci s'est vaporisée, a dérivé vers les pôles de la planète et s'est précipitée sous forme de glace sur les calottes polaires, Morgan dit. Semblables à ceux que nous avons sur Terre, les extrémités polaires de la planète rouge sont recouvertes de couches de glace épaisses de plusieurs kilomètres. L'eau aurait également pu s'accumuler dans des zones peu profondes situées sous la surface, où elle a également gelé. En 2008, la mission Phoenix de la NASA a confirmé que la glace existait dans le sol poreux qui constitue une grande partie de la surface de la planète.
Selon Morgan, une autre possibilité est que les eaux anciennes se soient échappées à nouveau profondément sous terre, formant un grand réservoir qui attend sa chance d'être inondées à nouveau.
