L'une des similitudes les plus profondes entre la Terre et Mars, qui en fait une cible populaire pour la recherche et l'exploration, est la présence de glace d'eau à sa surface (principalement sous la forme de ses calottes polaires). Mais peut-être encore plus intéressant est la présence de glaciers sous la surface, ce que les scientifiques ont spéculé bien avant que leur présence ne soit confirmée.
Ces caches d'eau souterraine pourraient nous en dire beaucoup sur l'histoire martienne, et pourraient même être une ressource inestimable si les humains choisissaient de faire de Mars leur maison un jour. Selon une étude récente menée par deux scientifiques des universités du Texas à Austin et en Arizona, il existe également des couches de glace sous la calotte polaire nord qui pourraient être le plus grand réservoir d'eau de la planète.
Les résultats ont fait l’objet d’une étude récemment publiée dans Lettres de recherche géophysique. L'étude a été dirigée par Stefano Nerozzi, un étudiant diplômé de l'Université du Texas à l'Institut de géophysique d'Austin (UTIG) et a été assisté par le professeur Jack Holt du Lunar and Planetary Laboratory (LPL) de l'Université de l'Arizona.
Pour leur étude, Nerozzi et le professeur Holt se sont appuyés sur les données recueillies par l'instrument Shallow Radar (SHARAD) à bord du Mars Reconnaissance Orbiter's (MRO) - qui est capable de pénétrer jusqu'à 2,4 km (1,5 mi) sous le surface à l'aide d'ondes radar. Ils ont rapporté la découverte de plusieurs couches de sable et de glace à environ 1,6 km (1 mi) sous le pôle nord de Mars.
Ces couches se sont révélées être constituées à 90% d'eau à certains endroits et seraient les vestiges d'anciennes calottes polaires. S'ils fondaient, les chercheurs indiquent qu'ils créeraient un océan global avec une profondeur d'au moins 1,5 mètre (5 pieds). Comme Nerozzi l'a expliqué dans un communiqué de presse d'UT News, cette découverte était assez surprenante. "Nous ne nous attendions pas à trouver autant de glace d'eau ici", a-t-il déclaré. "Cela en fait probablement le troisième plus grand réservoir d'eau sur Mars après les calottes polaires."
Les résultats ont été corroborés par une étude distincte (dont Nerozzi était un co-auteur) dirigée par des chercheurs de l'Université Johns Hopkins et également publiée dans le Lettres de recherche géophysique. Pour cette étude, l'équipe s'est appuyée sur des données gravimétriques pour imposer des contraintes sur la densité de la zone sous la calotte polaire. D'après les lectures à faible densité qu'ils ont obtenues, ils ont estimé que les couches de glace et de sable sont globalement plus de 50% d'eau.
Cette découverte est une aubaine pour les scientifiques puisque ces couches sont essentiellement un enregistrement des changements climatiques passés, et leur analyse pourrait révéler des choses très intéressantes sur l'histoire de la planète. En bref, la géométrie et la composition de ces couches pourraient aider les scientifiques à déterminer si le climat martien a jamais été favorable à la vie.
Quant à la façon dont toute cette eau y est arrivée, les auteurs théorisent qu'ils se sont formés au cours des périodes passées de réchauffement et de refroidissement sur Mars. Les scientifiques savent depuis un certain temps que des événements glaciaires se produisent sur Mars, entraînés par des variations de l'orbite et de l'inclinaison de la planète (un peu comme la Terre). Sur des périodes d'environ 50 000 ans, Mars s'incline davantage vers le Soleil avant de revenir progressivement en position verticale.
Lorsque Mars est plus droit, la région équatoriale se réchauffe tandis que la région polaire nord se refroidit, ce qui fait avancer les calottes glaciaires. Lorsque la planète s'incline vers le Soleil, la région polaire se réchauffe, provoquant la fonte des calottes glaciaires. C'est à cette époque que les restes des calottes glaciaires seront recouverts de sable, ce qui les a historiquement protégés de l'exposition au soleil et de la dissipation dans l'atmosphère.
Le professeur Holt, qui a été professeur de recherche à l'UTIG pendant 19 ans avant de rejoindre l'Université de l'Arizona en 2018, est co-chercheur avec l'équipe scientifique de SHARAD depuis l'arrivée du MRO à Mars en 2006. En utilisant les données de cet instrument, Le MRO a également pu confirmer la présence de glaciers souterrains autour du milieu de Mars
"Étonnamment, le volume total d'eau enfermé dans ces dépôts polaires enfouis est à peu près le même que toute la glace d'eau connue pour exister dans les glaciers et les couches de glace enfouies à des latitudes plus basses sur Mars, et ils ont approximativement le même âge"
Auparavant, les scientifiques pensaient que les anciennes calottes glaciaires avaient été perdues, mais cette étude révèle que la calotte glaciaire nordique a survécu sous la surface de la planète, disposée en bandes alternées de glace et de sable. Cette étude non seulement contredit cette hypothèse, mais fournit également des informations nouvelles et importantes sur l'échange de glace d'eau entre les pôles de Mars et les latitudes moyennes.
Une autre possibilité intéressante est la façon dont l'étude de ces glaciers pourrait aider à déterminer si Mars a jamais été habitable. Comme l'explique Nerozzi:
"Il est important de comprendre la quantité d'eau disponible dans le monde par rapport aux pôles si vous voulez avoir de l'eau liquide sur Mars. Vous pouvez avoir toutes les bonnes conditions pour la vie, mais si la plupart de l'eau est emprisonnée aux pôles, il devient difficile d'avoir des quantités suffisantes d'eau liquide près de l'équateur. »
Grâce à un nombre croissant de missions robotiques envoyées sur Mars, ce que nous savons de la planète a grandi à pas de géant. Et à chaque nouvelle découverte, la nécessité d'une exploration plus approfondie devient évidente. Un jour, nous pourrons peut-être intensifier ces efforts en envoyant des astronautes humains là-bas, ce qui pourrait même ouvrir la voie à l'établissement humain.
Et lorsque ces personnes arriveront, la présence de glaciers souterrains jouera un rôle majeur dans leur efforts.
