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planétologie

De l’eau liquide répérée sur les pentes martiennes

Depuis quatre ans, de mystérieuses coulées sombres à la surface de Mars divisent les spécialistes: sable pour les uns, eau sous forme liquide pour les autres. Une nouvelle détection de la signature chimique de trois sels privilégie désormais la seconde hypothèse

De l’eau liquide sur les pentes martiennes

Planétologie Depuis quatre ans, de mystérieuses coulées sombres à la surface de Mars divisent les spécialistes: sable pour les uns, eau sous forme liquide pour les autres

Une nouvelle détection de la signature chimique de trois sels privilégie désormais la seconde hypothèse

Y a-t-il aujourd’hui de l’eau liquide à la surface de Mars? Si c’est le cas, sa présence est-elle suffisamment durable pour envisager la présence de bactéries? Ces interrogations sont sans nul doute les plus brûlantes pour les explorateurs de la planète rouge. Mais si la question de la vie martienne reste encore du domaine du fantasme, des travaux publiés hier dans Nature Geoscience renforcent, en observant la présence de sels hydratés par spectrométrie, l’hypothèse que de l’eau liquide pourrait s’écouler, à certaines périodes de l’année, à la surface de Mars.

En 2011, le groupe d’Alfred McEwen, à l’Université de Tucson (Arizona) avait provoqué la sensation en expliquant dans Science que les lignes sombres qui apparaissent, puis disparaissent, sur certaines pentes martiennes pourraient être des traces d’écoulements d’eau contemporains. Depuis, les débats font rage: certains scientifiques estiment qu’il s’agit d’écoulement «secs», comme du sable qui dévalerait d’une dune, quand d’autres proposent que ces lignes sont la conséquence d’un écoulement d’eau. Les travaux publiés hier par une équipe américano-française corroborent cette deuxième explication. «En été, sur des pentes de l’hémisphère sud et de la région équatoriale de Mars, bien exposées et chauffées par le soleil, les images montrent des lignes sombres dans le sens de la pente, résume Marion Massé, du Laboratoire de planétologie et géodynamique à Nantes (France), cosignataire de l’article de Nature Geoscience. L’apparition et la disparition progressives de ces lignes font plutôt penser à la présence d’un liquide qui s’épanche puis s’évapore. Les écoulements solides sont plutôt des événements brutaux.» Mais si ces traces sont indéniables, aucun instrument n’a pu observer la signature de la présence d’eau liquide.

Cette fois, à partir de plusieurs années d’observations dans le domaine infrarouge par le spectro­mètre Crism du satellite Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA, qui survole Mars depuis 2006, le groupe piloté par Lujendra Ojha, du Georgia Institute of Technology, constate, sur les lignes sombres de quatre régions de la planète dotées de fortes pentes, la présence de trois sels hydratés (perchlorate de magnésium, chlorate de magnésium et perchlorate de sodium). Des sels qui laissent penser qu’une saumure, de l’eau concentrée en sel, s’écoulerait quand les conditions sont favorables.

«Les données prouvent sans équivoque la présence de ces sels au moment où des lignes sombres sont visibles», explique Marion Massé. Une «signature» et un assombrissement très nets dans un premier temps, qui s’estompent ensuite progressivement. «On peut donc formuler l’hypothèse que des saumures s’écoulent avant de s’assécher et d’être recouvertes de poussières jusqu’à devenir invisibles depuis le ciel martien.» Cette spécialiste des surfaces planétaires a réalisé des expériences en laboratoire à l’aide de sol martien reconstitué, pour vérifier son hypothèse. «Quand on provoque un écoulement sec, on constate un assombrissement d’environ 10%. Quand il est humide, l’assombrissement est proche de 40%. C’est justement ce qu’observe l’instrument Crism. En laboratoire, on voit d’abord la signature du sel et celle de l’eau. Puis, au cours de l’évaporation, la signature de l’eau et l’assombrissement s’estompent rapidement.»

Pourtant, à aucun moment, Crism n’a pu voir de tel signal caractéristique. «C’est bien dommage, car seule cette observation apporterait une vraie preuve que de l’eau s’écoule à la surface de Mars», regrette Marion Massé. Et il sera difficile de faire mieux avec Crism. Celui-ci produit des images dont chaque pixel représente une surface au sol de 18 mètres de côté. Or les écoulements, s’ils peuvent atteindre un kilomètre de long, ont une largeur estimée à environ cinq mètres. De plus, pour des raisons liées à l’orbite du satellite MRO, les données sont toujours recueillies à une heure où il fait déjà trop chaud. «Même s’il restait un peu d’eau non évaporée en surface au moment des mesures, ce signal serait trop faible pour être mesuré.»

Reste une question de taille: d’où pourrait bien provenir de l’eau liquide qui réapparaîtrait, tous les étés, aux mêmes endroits? Probablement pas du sol. Car on voit mal comment celui-ci, gelé la plupart du temps, pourrait se recharger en eau d’une année sur l’autre. L’eau ne peut pas non plus provenir d’un givre hivernal, car ce dernier se sublime (il passe directement de l’état solide à l’état gazeux) dès le printemps. «La seule explication possible serait l’absorption de l’humidité de l’air par les sels présents en surface, avance Marion Massé. C’est un phénomène que l’on constate quand on expose du sel de cuisine à un environnement très humide. A force, on finit par observer une goutte d’eau.» Une appétence qui permettrait aux sels de capter de l’eau – suivant un processus baptisé déliquescence – dans l’atmosphère martienne.

«Il n’est pas sûr qu’elle contienne assez d’eau pour provoquer la déliquescence, commente le géophysicien Beda Hofmann, de l’Université de Berne. Mais je constate que les auteurs de ce travail très intéressant sont très très prudents sur leurs hypothèses. En tout cas, la présence de solution saline semble compatible avec les conditions qui règnent dans ces régions martiennes en été. Suivant la nature du sel, une solution concentrée peut rester liquide jusqu’à des températures de –40°C voire –70°C, et elle s’évapore beaucoup plus lentement que l’eau pure. Mais en revanche, ces solutions salines très concentrées ne sont pas très favorables à la vie!» C’est d’ailleurs pour cela qu’on a longtemps conservé viandes et poissons en saumure…

Si l’existence intermittente de liquides salés semble plausible, sa vérification définitive passera forcément par de nouveaux outils plus précis. Pourrait-on y envoyer un robot? «Cela semble difficile, regrette Marion Massé. D’une part parce qu’il est difficile de poser un rover sur de fortes pentes. De plus, envoyer un engin dans une zone où il peut y avoir de l’eau liquide pose un problème de contamination: une bactérie terrestre qui aurait résisté au voyage pourrait contaminer cette eau.» Il reste donc à attendre l’envoi d’un instrument orbital au regard plus acéré que Crism, ou, pourquoi pas, une future mission capable de faire voler des drones!

«Ces solutions salines très concentrées ne sont malheureusement pas très favorables à l’apparition de la vie!»

«Les images montrent des lignes sombres dans le sens de la pente, qui évoquent la présence de liquide»

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