Comment Mars est-elle devenue la planète aride que l'on connaît aujourd'hui ? Les observations menées par Curiosity font émerger une hypothèse : la planète rouge ne se serait pas asséchée en une seule fois.

Et si le climat de Mars avait fluctué plusieurs fois, entre des conditions sèches et humides, avant de devenir l’environnement aride que l’on connaît aujourd’hui ? La planète rouge ne s’est probablement pas asséchée d’un seul coup, avancent les auteurs d’une étude parue dans Geology le 8 avril 2021, également relayée par le CNRS. Les auteurs de ce texte se fondent sur les observations menées avec le rover martien Curiosity pour mettre en évidence ce qu’ils décrivent comme « une période caractérisée par de multiples transitions entre des climats durables plus secs et plus humides ».

Depuis 2012, l’astromobile de la Nasa explore le cratère Gale, avec pour objectif de chercher si un environnement favorable à la vie a pu exister dans le passé sur Mars. Le rover a entamé en 2017 l’ascension du mont Sharp, une montagne située au centre du cratère, composée de nombreuses couches de sédiments. « [Le cratère] Gale préserve une séquence de 5 km d’épaisseur de roches stratifiées qui se manifestent aujourd’hui comme un monticule partiellement érodé nommé le Mont Sharp », résument les auteurs de l’étude.

Le mont Sharp vu par Curiosity. On distingue aussi la lune Phobos. // Source : Flickr/CC/NASA/JPL-Caltech/MSSS/Kevin M. Gill (photo recadrée)

Mars aurait fini par s’assécher complètement il y a 3 milliards d’années

Des indices laissent penser qu’au début de son histoire, Mars devait certainement posséder de grands volumes d’eau à sa surface. Mais la manière dont cette eau semble avoir disparu de la surface de la planète est mal comprise. La nouvelle étude apporte une contribution pour tenter de résoudre le mystère. D’après ses auteurs, le climat aurait pu varier à plusieurs reprises sur Mars, à grande échelle, entre des époques sèches et des périodes avec des lacs et des fleuves, jusqu’à l’aridité actuellement constatée. Mars se serait finalement asséchée complètement il y a environ 3 milliards d’années.

Pour élaborer cette hypothèse, les chercheurs ont utilisé l’instrument ChemCam (« Chemistry and Camera ») de Curiosity. L’instrument contient un laser et une caméra installés sur le mât du rover, ainsi qu’un spectrographe installé dans son « corps ». Ensemble, ils permettent au robot d’identifier la composition chimique et minérale des roches et du sol de Mars. À distance, ChemCam peut envoyer un laser et analyser la composition des matériaux ainsi vaporisés. L’instrument ChemCam a servi d’inspiration pour concevoir SuperCam, qui équipe Perseverance, l’autre rover actif de la Nasa sur Mars.

Curiosity devra explorer ces différents terrains. // Source : NASA/JPL-Caltech/MSSS/CNES/CNRS/LANL/IRAP/IAS/LPGN

Des couches et des changements radicaux

Comme le résume le CNRS, jusqu’alors on avait quelques indices de la composition minérale des côtés du mont Sharp grâce aux sondes en orbite martienne. Avec ChemCam, il est désormais possible d’observer de plus près, depuis la surface, la manière dont les couches sédimentaires sont organisées, ce qui renseigne sur leur formation. Or, les observations de Curiosity révèlent que les conditions de leur formation semblent changer de façon radicale.

  • La base du Mont Sharp est formée par des argiles lacustres (formés dans un lac),
  • Au-dessus, on observe «  de larges et hautes structures entrecroisées [qui] sont le signe de la migration de dunes façonnées par le vent, lors d’un long épisode climatique sec », relève le CNRS,
  • Encore plus haut, poursuit le centre, « une fine architecture de couches alternativement friables et résistantes est typique de dépôts par une plaine d’inondation fluviale : c’est le retour de conditions plus humides ».

Les progrès de Curiosity devraient permettre de tester l’hypothèse des scientifiques, car le rover continue de gravir le Mont Sharp. Des forages dans les différentes couches sont prévus, ce qui devrait aider à caractériser les évolutions du climat dans le passé de la planète.

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