Découverte & Recherche • 21 octobre 2019
Pourquoi n’y a-t-il plus d’eau sur Mars ?
La planète Mars est parsemée d’indices géologiques indiquant que de l’eau liquide s’y est trouvée par le passé, peut-être même en grande quantité. On y a, par exemple, observé d’anciens lits de cours d’eau et d’antiques fonds océaniques. Mais pourquoi n’y a-t-il plus d’eau liquide sur Mars ? Que s’est-il passé pour que les conditions physico-chimiques de la planète rouge subissent un tel changement ?
Une planète dépourvue d’eau liquide
À l’heure actuelle, l’eau est présente en grande quantité sur la planète Mars, mais sous forme de glace au niveau des pôles nord et sud. D’infimes quantités de vapeur, et des nuages de glace sont également présents. Dans les conditions de température et de pression observées par les physiciens, l’eau ne peut pas exister sous forme liquide sur Mars, ou seulement de façon localisée et temporaire.
Au lever du Soleil, une très fine pellicule humide pourrait apparaître à la surface du sol, lorsque celui-ci est assez chaud pour que la glace fonde et que l’atmosphère est encore trop froide pour héberger de la vapeur. Mais une fois l’atmosphère suffisamment réchauffée par le Soleil, le peu d’eau liquide présent sur le sol s’évaporerait. Voilà pourquoi, de nos jours, il n’y a pas d’étendue d’eau liquide sur Mars.
Quand y a-t-il eu de l’eau sur Mars ?
Le rover Opportunity (un engin astromobile envoyé sur Mars par la NASA en 2004) a détecté des traces d’anciens étangs salés dans le sol martien. Ainsi, une célèbre étendue comme Vastitas Borealis pourrait avoir jadis abrité un vaste océan boréal.
On suppose que de grandes quantités d’eau liquide étaient présentes sur la planète rouge à l’époque du Noachien, c’est-à-dire entre -4,6 et -3,7 milliards d’années. La planète est alors dotée d’une atmosphère très dense. La température y est plus élevée et la pression atmosphérique plus forte, ce qui facilite l’accumulation et le maintien de l’eau à l’état liquide.
À la fin du Noachien, un intense bombardement de météorites expulse une grande partie de l’atmosphère de Mars dans l’espace. Cet événement fait baisser la quantité de gaz à effet de serre. Or, c’était l’effet de serre qui avait jusqu’à présent favorisé la présence d’eau liquide sur la planète rouge, en réchauffant son atmosphère.
Une suite de bouleversements majeurs
Il y a 3,5 milliards d’années, le champ magnétique de la planète Mars disparaît, probablement en raison du ralentissement des mouvements convectifs du noyau planétaire. Les impacts de météorites auraient réchauffé le manteau de la planète, supprimant la différence de température entre celui-ci et le noyau. Les mouvements convectifs cessent, et avec eux l’effet dynamo qu’ils déclenchaient, et qui était à l’origine du champ magnétique. Or, ce dernier protégeait auparavant l’atmosphère martienne des agressions du vent solaire.
À la suite de la disparition du champ magnétique de Mars, une partie de l’atmosphère est soufflée loin de la planète par le vent solaire. L’atmosphère subit une érosion telle que la pression atmosphérique chute très fortement. La planète se refroidit. L’eau liquide s’évapore complètement sous forme gazeuse. Quand elle ne se dissipe pas dans l’espace, elle est faite prisonnière dans le sol, sous forme de glace. De tels bouleversements marquent le début d’une nouvelle ère qui durera de -3,7 à -3,2 milliards d’années : l’Hespérien.