De nouvelles preuves d’eau liquide sous la calotte polaire sud de Mars

Les chercheurs, dirigés par l’Université de Cambridge, ont utilisé des mesures d’altimètre laser de vaisseau spatial de la forme de la surface supérieure de la calotte glaciaire pour identifier des motifs subtils dans sa hauteur. Ils ont ensuite montré que ces modèles correspondent aux prédictions des modèles informatiques sur la façon dont une masse d’eau sous la calotte glaciaire affecterait la surface.

Leurs résultats concordent avec les mesures radar antérieures pénétrant dans la glace qui ont été interprétées à l’origine pour montrer une zone potentielle d’eau liquide sous la glace. Il y a eu un débat sur l’interprétation de l’eau liquide à partir des seules données radar, certaines études suggérant que le signal radar n’est pas dû à l’eau liquide.

Les résultats, rapportés dans la revue Astronomie naturellefournissent la première ligne de preuve indépendante, en utilisant des données autres que le radar, qu’il y a de l’eau liquide sous la calotte glaciaire polaire sud de Mars.

“La combinaison des nouvelles preuves topographiques, des résultats de notre modèle informatique et des données radar rend beaucoup plus probable qu’au moins une zone d’eau liquide sous-glaciaire existe sur Mars aujourd’hui, et que Mars doit encore être géothermique active afin de maintenir le l’eau sous le liquide de la calotte glaciaire”, a déclaré le professeur Neil Arnold du Scott Polar Research Institute de Cambridge, qui a dirigé la recherche.

Comme la Terre, Mars a d’épaisses calottes glaciaires aux deux pôles, à peu près équivalentes en volume combiné à la calotte glaciaire du Groenland. Contrairement aux calottes glaciaires de la Terre, qui reposent sur des canaux remplis d’eau et même de grands lacs sous-glaciaires, on pensait jusqu’à récemment que les calottes glaciaires polaires sur Mars étaient gelées jusqu’à leurs lits en raison du climat martien froid.

En 2018, les preuves du satellite Mars Express de l’Agence spatiale européenne ont remis en question cette hypothèse. Le satellite dispose d’un radar pénétrant dans la glace appelé MARSIS, qui peut voir à travers la calotte glaciaire sud de Mars. Il a révélé une zone à la base de la glace qui reflétait fortement le signal radar, qui a été interprétée comme une zone d’eau liquide sous la calotte glaciaire.

Cependant, des études ultérieures ont suggéré que d’autres types de matériaux secs, qui existent ailleurs sur Mars, pourraient produire des schémas de réflexion similaires s’ils existent sous la calotte glaciaire. Compte tenu des conditions climatiques froides, l’eau liquide sous la calotte glaciaire nécessiterait une source de chaleur supplémentaire, telle que la chaleur géothermique de l’intérieur de la planète, à des niveaux supérieurs à ceux attendus pour Mars d’aujourd’hui. Cela a laissé la confirmation de l’existence de ce lac en attente d’une autre source de preuves indépendante.

Sur Terre, les lacs sous-glaciaires affectent la forme de la calotte glaciaire sus-jacente – sa topographie de surface. L’eau des lacs sous-glaciaires réduit la friction entre la calotte glaciaire et son lit, affectant la vitesse d’écoulement de la glace sous l’effet de la gravité. Cela affecte à son tour la forme de la surface de la calotte glaciaire au-dessus du lac, créant souvent une dépression dans la surface de la glace suivie d’une zone surélevée plus en aval.

L’équipe – qui comprenait également des chercheurs de l’Université de Sheffield, de l’Université de Nantes, de l’University College de Dublin et de l’Open University – a utilisé une gamme de techniques pour examiner les données du satellite Mars Global Surveyor de la NASA sur la topographie de surface du partie de la calotte polaire sud de Mars où le signal radar a été identifié.

Leur analyse a révélé une ondulation de surface de 10 à 15 kilomètres de long comprenant une dépression et une zone surélevée correspondante, qui s’écartent toutes deux de la surface de glace environnante de plusieurs mètres. Ceci est similaire en échelle aux ondulations sur les lacs sous-glaciaires ici sur Terre.

L’équipe a ensuite testé si l’ondulation observée à la surface de la glace pouvait être expliquée par de l’eau liquide au niveau du lit. Ils ont exécuté des simulations de modèle informatique de l’écoulement de la glace, adaptées aux conditions spécifiques sur Mars. Ils ont ensuite inséré un patch de frottement réduit du lit dans le lit de la calotte glaciaire simulée où l’eau, si elle est présente, permettrait à la glace de glisser et d’accélérer. Ils ont également fait varier la quantité de chaleur géothermique provenant de l’intérieur de la planète. Ces expériences ont généré des ondulations sur la surface de glace simulée qui étaient similaires en taille et en forme à celles que l’équipe a observées sur la surface réelle de la calotte glaciaire.

La similitude entre l’ondulation topographique produite par le modèle et les observations réelles de l’engin spatial, ainsi que les preuves radar antérieures pénétrant dans la glace, suggèrent qu’il y a une accumulation d’eau liquide sous la calotte glaciaire polaire sud de Mars, et que l’activité magmatique s’est produite relativement récemment dans le sous la surface de Mars pour permettre le chauffage géothermique amélioré nécessaire pour maintenir l’eau à l’état liquide.

“La qualité des données provenant de Mars, des satellites orbitaux ainsi que des atterrisseurs, est telle que nous pouvons les utiliser pour répondre à des questions vraiment difficiles sur les conditions sur, et même sous la surface de la planète, en utilisant les mêmes techniques que nous utilisons également sur Terre”, a déclaré Arnold. “C’est excitant d’utiliser ces techniques pour découvrir des choses sur des planètes autres que la nôtre.”

La recherche a été financée en partie par le Conseil européen de la recherche.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Cambridge. Original écrit par Sarah Collins. Le texte de cet ouvrage est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.