De l'eau liquide sur Mars! Vraiment pour de vrai cette fois (probablement)

Un instrument radar installé sur l’un des plus anciens orbiteurs martiens opérationnels a découvert des traces possibles de la présence d’eau liquide sur Mars.

De l'eau liquide sur Mars? Encore? Oui encore. L'annonce a été faite lors d'un point de presse tenu par l'Agence spatiale italienne à Rome, concernant un article publié aujourd'hui dans Science .

Quelle est la différence entre le hoopla "water-on-mars" et les annonces précédentes? En bref: les preuves proviennent d'un nouvel instrument, qui examine un nouvel emplacement sur Mars, et c'est le premier endroit où nous avons vu des preuves d'une masse d'eau liquide qui reste encore liquide. Pendant des années.

Probablement.

L'orbiteur de Mars Express a utilisé des signaux radar renvoyés par des couches de glace souterraines pour trouver la trace d'un étang d'eau enterré sous la calotte polaire sud. Trouvez plus d'informations sur cette image ici.
Carte de contexte: NASA / Viking; THEMIS: NASA / JPL-Caltech / Arizona State Univ .; Données MARSIS: ESA / NASA / JPL / ASI / Univ. Rome; R. Orosei et al 2018

Le rapport provient de Mars Express de l'Agence spatiale européenne, le deuxième plus ancien engin spatial encore utilisé à Mars. Il est surtout connu pour les superbes images stéréo couleur de sa caméra stéréo haute résolution, mais les résultats actuels proviennent d’un instrument différent, le radar avancé Mars pour le sondage sous-sol et à ionisation (MARSIS). Pour expliquer l'histoire de l'eau, il me faudra expliquer l'instrument.

MARSIS transmet des ondes radio sur Mars à l'aide d'une paire de barrages de 20 mètres de long chacun, s'étendant de chaque côté de Mars Express. Les ondes radio rebondissent sur Mars et MARSIS mesure le temps qu’il faut pour que les ondes se propagent dans les deux sens. MARSIS détecte naturellement les fortes réflexions à la surface de la planète.

Mais les longues ondes radio de l'antenne de 40 mètres peuvent pénétrer jusqu'à 5 km de la surface martienne et se refléter sur des choses intéressantes. Les limites souterraines entre des couches de propriétés différentes - limites entre roche et sol, ou roche et glace, ou glace propre et glace poussiéreuse - peuvent également servir de réflecteurs radio. Ainsi, MARSIS peut détecter plusieurs échos de chaque impulsion radio. Il bat plusieurs fois le long de son trajet au sol, créant une vue bidimensionnelle du sous-sol appelée "radargramme".

La majeure partie des résultats de MARSIS issus des 15 années de Mars Express sur Mars ont détaillé la structure intérieure des dépôts stratifiés polaires de la planète. Les deux pôles ont ces dépôts, qui sont en grande partie composés de glace d’eau poussiéreuse, en couches; Le sondage radar de MARSIS a tracé ces couches sous la surface et tracé la limite nette de la base des dépôts à chaque pôle, en détectant la surface rocheuse de la planète enfouie sous des kilomètres de glace. L'équipe MARSIS a d'abord rendu compte de ses études sur le Planum Australe - les gisements stratifiés sud-polaires - en 2008, soulignant que MARSIS pouvait détecter les réflexions jusqu'à 3 000 mètres sous la surface - très profondes.

L'orbiteur de gaz traces d'ExoMars a capturé cette vue d'une partie de la calotte glaciaire polaire sud sur Mars le 13 mai 2018.
ESA / Roscosmos / CaSSIS, CC IOS 3.0

Plus récemment, l’équipe MARSIS a choisi une région où l’apparence en surface des dépôts stratifiés sud-polonaise était particulièrement douce, afin d’essayer d’étudier plus en détail la base des dépôts. (Si la surface est douce, il devrait être plus facile de voir des choses intéressantes se déroulant ci-dessous.) MARSIS a étudié cette région de manière intensive du 29 mai 2012 au 27 décembre 2015, en collectant 29 radargrammes qui se croisent.

Dans la plupart des endroits, les scientifiques ont décrit la réflexion la plus basse sur les radargrammes comme "faible et diffuse", mais dans quelques endroits, ils l'ont trouvée nette et lumineuse, indiquant un très fort contraste entre les dépôts en couches et ce qui les sous-tend. . À un endroit particulier, large de 20 km environ, où de nombreux radargrammes se sont croisés, ils ont continué à frapper une limite de réflexion particulièrement forte et brillante à environ 1 500 mètres sous la surface.

Un contraste inhabituel, fort et très large, sur 20 km de large, suggère un matériau inhabituel très différent de la glace ou de la roche en dessous. Il a été systématiquement détecté sur une période de trois ans. Un matériau inhabituel situé à la base d'une banquise: pourrait-il s'agir d'un lac à longue durée de vie, semblable aux lacs sous-glaciaires de la Terre?

Pas si vite. La température est un défi. La physique est assez simple pour prédire la température à la base des dépôts stratifiés sud-polaires. La température prévue est de -68 ° C. Ni sur Terre, ni sur Mars, l’eau n’existe sous forme liquide à une température aussi basse. Pas sans aide, en tout cas.

Mais l'aide pour l'eau liquide peut exister là-bas. Sur Terre, les lacs sous la glace existent à des températures aussi basses que -13 ° C. Le point de congélation de l'eau dans les lacs sous la glace en Antarctique est abaissé par la présence de grandes quantités de sel (beaucoup plus de sel que dans les océans de la Terre). Mars contient des sels de sodium, de magnésium et de calcium qui, s'ils sont suffisamment concentrés, peuvent abaisser le point de congélation de l'eau jusqu'à -74 ° C. Les perchlorates - sels découverts par l'atterrisseur Phoenix et également observés par Curiosity - sont particulièrement efficaces pour aider l'eau à rester liquide par temps froid. Il est donc physiquement possible qu'un lac très, très, très salé puisse exister sous la calotte polaire sud de Mars.

Mars Express a utilisé des signaux radar renvoyés par des couches de glace souterraines pour identifier un bassin d’eau enfoui sous la surface. Cette image montre un exemple de profil radar pour l'une des 29 orbites au-dessus de la région d'étude de 200 x 200 km dans la région polaire sud de Mars. La caractéristique horizontale brillante au sommet correspond à la surface glacée de Mars. Des couches de glace et de poussière sous le pôle sud sont observées à une profondeur d'environ 1, 5 km. Au-dessous se trouve une couche de base qui, dans certaines zones, est encore plus brillante que les réflexions de surface. Les réflexions les plus lumineuses de la couche de base - près du centre de cette image - sont centrées autour de 193 ° E / 81 ° S dans toutes les orbites se croisant, soulignant une anomalie souterraine bien définie de 20 km de large, interprétée comme un étang de liquide. l'eau.
ESA / NASA / JPL / ASI / Univ. Rome; R. Orosei et al. 2018

Ok, c'est possible. Mais est-ce probable? La réponse: oui! En fait, selon Roberto Orosei (Institut national d'astrophysique, Italie) et ses collègues, un lac sous-satiné de glace (ou une couche de sédiment très boueux et riche en eau liquide) serait l'explication la plus probable de cet endroit réfléchissant inhabituel !! Ces preuves ne sont pas assez solides pour constituer une preuve scientifique pour un scientifique intransigeant et sceptique tel que moi, mais si vous souhaitez imaginer envoyer un engin spatial submersible dans un lac d'eau liquide sous-glaciaire actuel sur Mars, vous devez: ma bénédiction.

Que pouvons-nous faire pour confirmer l’existence d’un tel lac? Des données à plus haute résolution seraient utiles. Les spots radar de MARSIS s'étendant sur environ 5 kilomètres, ils résolvent à peine la largeur de 20 kilomètres de ce lac putatif. Les futures missions capables de mieux détailler pourraient cartographier plus précisément ses contours et leur relation avec la forme de la surface rocheuse cachée et des couches glacées au-dessus.

Si MARSIS a découvert une nappe d'eau liquide de 20 km de large, proche de la limite de sa résolution de détection, il y a de quoi croire qu'il pourrait y avoir plus de telles nappes, trop petites pour être résolues définitivement par MARSIS. Si nous obtenons cette vue à résolution plus élevée, il est possible que nous puissions découvrir de nombreuses taches saumâtres au fond de la calotte polaire sud martienne.