Le mystère de la disparition de l’eau sur Mars enfin résolu?

Une nouvelle hypothèse a été émise par une équipe de chercheurs américains, suisses et allemands sur la disparition de l’eau de la surface de Mars, qui a pu être abondante par le passé.

Depuis les années 1980, de nombreuses données de télédétection et des analyses de météorites martiennes montrent que la planète rouge a été riche en eau comme la Terre. Des images de paysages martiens marqués par des vallées fluviales et des chenaux d’inondation ont été prises par le vaisseau spatial Viking de la NASA et les rovers Curiosity et Perseverance depuis la surface.

Dans une étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ce groupe de scientifiques estime avoir trouvé la cause fondamentale de la disparition de l’eau. Selon eux, la taille de cette planète est insuffisante pour la retenir. Ils ont découvert une corrélation manifeste entre la masse et la gravitation du corps céleste, la quantité d’isotopes de potassium qu’il contient et son abondance en eau.

Ils suggèrent que la capacité à retenir l’eau chez les planètes rocheuses, dont le potassium est l’un des composants principaux, dépend de leur masse. Pour être habitable, la masse d’une telle planète doit être supérieure à celle de Mars.

Un processus inéluctable

Cela signifie que le nombre d’éléments volatils susceptibles d’être retenus par la gravitation est prédéfini par la masse de la planète au début de sa formation.

"Le destin de Mars a été décidé dès le début", a déclaré Kun Wang, professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes et auteur principal de l'étude, dans un communiqué. "Il y a probablement un seuil dans les exigences sur la taille des planètes rocheuses pour retenir suffisamment d'eau et permettre l'habitabilité et la tectonique des plaques, avec une masse dépassant celle de Mars".

Avec les chercheurs de l’Université de Washington à Saint-Louis et de l'Université de Berne, Kun Wang a mesuré la composition en isotopes de potassium de 20 météorites martiennes. Les résultats ont montré que la planète rouge a perdu plus de potassium et d’autres substances volatiles que la Terre au cours de sa formation. Cependant, elle en a conservé plus que la Lune et Vesta, deuxième plus gros astéroïde de la ceinture principale, deux corps beaucoup plus petits et plus secs que la Terre et Mars.

"Cette étude montre qu'il existe une fourchette de tailles très limitée pour que les planètes aient juste assez mais pas trop d'eau pour développer un environnement de surface habitable", a déclaré Klaus Mezger du Centre pour l'espace et l'habitabilité de l'Université de Berne, co-auteur de l'étude. "Ces résultats guideront les astronomes dans leur recherche d'exoplanètes habitables dans d'autres systèmes solaires", a-t-il ajouté.

Hypothèses précédentes

Des chercheurs de divers pays avaient précédemment émis plusieurs théories pour expliquer le phénomène. Parmi celles-ci figure l’hypothèse de l’influence du champ magnétique de la planète. Selon cette version, une partie de l’eau a été emportée par le vent solaire et l’autre s’est transformée en glaciers. Cependant, cette théorie n’expliquait pas la disparition d’une si grande quantité d’eau de la surface.

Le rôle des tempêtes de poussière dans ce processus a été évoqué par des chercheurs américains, dont l’étude a été publiée en novembre 2020 dans la revue Science.

Ils ont constaté que l'eau était transportée vers la haute atmosphère puis convertie en hydrogène pendant les tempêtes de poussière. La modélisation photochimique a montré que ce processus détermine la perte actuelle d'eau de Mars et influence les changements de son climat.

En mars dernier, une équipe de chercheurs canadiens, britanniques, américains et singapouriens a supposé que ce n’est qu’une partie de l’eau martienne qui a disparu. Selon eux, les roches volcaniques martiennes qui absorbent l’eau comme une éponge pourraient en retenir entre 30 et 99%. Les dernières missions effectuées sur Mars leur ont permis d’avancer que ces minéraux hydratés provenaient de l’interaction de l’eau avec la roche, un processus qui se produit aussi bien sur Terre.