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De la glace d’eau à l’équateur de Mars et sur Olympus Mons

Publié le 14 juin 2024

En janvier, Mars Express identifiait de la glace sous la surface au niveau de l'équateur. Le 10 juin, l'ESA a annoncé avoir repéré du givre à la surface, au sommet de plusieurs volcans de la région Tharsis, dont Olympus Mons, le plus haut du Système solaire.

De la glace d’eau à l’équateur de Mars et sur Olympus Mons

L’eau sur Mars est une véritable saga scientifique. Vue comme pouvant héberger une civilisation selon la SF, la planète rouge est apparue comme un désert sec et inhospitalier avec les premiers survols par des sondes dès les années 1960. La poursuite de l’exploration robotique a révélé que, dans un lointain passé (4 milliards d’années au bas mot), Mars avait connu des océans et des lacs. Aujourd’hui, les conditions de pression et de température à sa surface font que l’eau y passe directement de l’état solide à gazeux… La quête de l’eau sous forme de glace reste importante pour comprendre l’histoire de ce corps céleste, surtout quand on la détecte là où ne l’attend pas forcément. Le 10 juin, l’ESA a annoncé que de la glace d’eau été détectée au sommet de plusieurs volcans de la région Tharsis, dont le célèbre Olympus Mons, le plus haut sommet du Système solaire.

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Etoiles sur la glace d’eau sur Olympus Mons (3:46 mn)

Olympus Mons, le plus haut volcan du Système solaire dont le sommet est couvert de givre. Cette image a été prise par la caméra stéréo haute résolution à bord du Mars Express de l’ESA.

De la glace sur l’Olympus Mons

MàJ 14/06/2024 – L’ESA annonce que de la glace d’eau a été identifiée sur plusieurs volcans de la région Tharsis

Ces données viennent confirmer celles du radar Marsis

« Nous pensions qu’il était impossible que du givre se forme autour de l’équateur de Mars » commente l’auteur principal de cette étude, Adomas Valantinas dans le communiqué de l’ESA. En effet, à ces latitudes, le Soleil est très présent, et les températures sont maintenues par une fine atmosphère.

La finesse d’un cheveu

Ce givre se forme la nuit et est visibles quelques heures après le lever du Soleil avant de se sublimer. Ces plaques restent toutefois extrêmement fines, un centième de millimètre d’épaisseur soit l’épaisseur d’un cheveu humain.

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Etoiles sur la découverte de la mission Mars Express (3:29 mn)

L’équivalent de la mer Rouge sur Mars

La glace d’eau sur Mars n’a rien d’extraordinaire en soi. Sa présence sur les calottes glaciaires est avérée et bien documentée, de même que dans le sous-sol aux latitudes proches des pôles. En 2022, l’étude de l’impact d’un petit astéroïde montra toutefois que la glace d’eau en sous-sol pouvait exister plus près de l’équateur (24° de latitude nord pour être précis).
Mais les quantités en jeu via les données de la sonde européenne Mars Express sont d’un tout autre ordre et cette glace est aussi bien plus profonde…

Tout d’abord, situons-nous géographiquement. La zone concernée, la vaste formation de Medusae Fossae, est sur l’équateur martien. Très étudiée, cette région fait encore débat quant à son origine.

La région dite formation de Medusae Fossae est située sur l’équateur martien. Le radar MARSIS de la sonde Mars Express y a détecté de la glace d’eau en sous-sol.

Le profil du sous-sol d’une portion de la formation de Medusae Fossae avec de la glace d’eau sous une couche sèche de plusieurs centaines de mètres qui la recouvre.

Un travail récent sur les données du radar MARSIS (MArs express’s Radar for Sub-surface and Ionospheric Sounding) de Mars Express révèle un nouveau portrait des larges dépôts sculptés par le vent de la formation de Medusae Fossae.

Classiquement considérés comme des accumulations de sédiments secs ou de cendres volcaniques, ces dépôts contiennent en fait de larges quantités de glace d’eau sous une épaisse couche «sèche». En sondant le sous-sol, le radar MARSIS permet ainsi d’avoir une sorte de vue en coupe. En tout, la glace d’eau et la couche au-dessus (voir le schéma) peuvent atteindre 3,7 km d’épaisseur. Or, souligne Andre Ciccheti de l’institut national d’astrophysique en Italie, «si la formation de Medusae Fossae n’était qu’un énorme tas de poussière, nous nous attendrions à ce qu’il soit compacté sous son propre poids». Ce qui n’est pas le cas et seule la présence de glace d’eau explique ce que MARSIS constate. La quantité de glace d’eau est telle que si on fondait celle-ci, il y aurait de quoi remplir la mer Rouge sur Terre !

20 ans de Mars Express

La présence de glace d’eau est souvent vue comme un avantage pour une exploration habitée à long terme (possibilité de l’extraire et l’exploiter). Celle de la la formation de Medusae Fossae ne sera toutefois d’aucun secours, du moins pour les décennies à venir, car elle est enfouie trop profondément à des centaines de mètres sous la surface. En revanche, cette glace s’impose comme un élément important pour mieux comprendre l’histoire du climat de Mars. La formation de Medusae Fossae a ainsi une fois de plus montré son intérêt scientifique.
Enfin, on remarquera que les données employées pour ce «nouveau portrait» de cette région viennent d’une «vieille» sonde de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), Mars Express. Lancée le 2 juin 2003, elle devenait le 25 décembre de la même année le premier engin européen à s’inscrire autour de la planète rouge. Elle cumule donc désormais plus de 20 années d’orbites martiennes, soit plus de 24 000 révolutions qui représentent plus de 1,1 milliard de kilomètres parcourus. Sans oublier plus de 1 800 publications scientifiques. Auxquelles s’ajoutent celles consacrées à la glace d’eau à l’équateur de Mars.

Illustration de Mars Express autour de la planète rouge. La sonde européenne emportait l’atterrisseur Beagle (la petite capsule qu’on voit derrière l’antenne de communication) qui arriva à la surface, mais sans émettre des données.
© ESA/P. Carril