La dernière eau liquide de Mars a coulé il y a environ 2 milliards d’années

Agrandir / La chaîne de taches lumineuses interrompues se déplaçant du haut à gauche vers le bas à droite est un canal rempli de dépôts de sel.

À l’heure actuelle, il existe de nombreuses preuves que Mars a eu un passé aquatique, et plus de données sont venir tout le temps. Mais ces preuves ne nous donnent pas nécessairement une image complète du passé de Mars. Était la planète rouge couvert d’océans aquatiques, ou était la majeure partie de l’eau piégé comme de la glace, avec une fonte saisonnière erratique ?

Cette semaine, deux chercheurs de Caltech, Ellen Leask et Bethany Ehlmann, ont aidé à fournir une image plus claire du passé de Mars en déterminant le comportement probable de la dernière eau liquide sur Mars et en déterminant quand elle a cessé de couler. Leur secret consistait à tracer des gisements de sel à la surface de Mars.

Suivez le sel

Il existe de nombreux sels différents que nous avons détectés sur la surface martienne, mais ceux qui nous intéressent ici sont les chlorures (qui incluent probablement le chlorure de sodium du sel de table). Ceux-ci sont particulièrement informatifs car ce sont les sels les plus facilement solubles dans l’eau. Donc, s’il y a de l’eau autour, ces sels de chlorure y seraient dissous. Tous les dépôts de ces sels actuellement présents à la surface de Mars y ont donc été déposés lorsque la dernière eau de cette région de la planète s’est asséchée.

Heureusement, détecter les chlorures depuis l’orbite n’est pas très difficile. Ils ont une signature spectrale distincte qui n’est partagée que par quelques autres produits chimiques (y compris les diamants) qu’il est peu probable que l’on trouve en quantités significatives à la surface de Mars. Ainsi, armés des données du Mars Reconnaissance Orbiter, les chercheurs ont cartographié la présence de dépôts de chlorure sur toute la surface martienne.

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L’analyse de ces gisements a fourni aux chercheurs un certain nombre de points de données sur l’eau qui les a mis là.

Pour commencer, vous pourriez vous attendre à ce que la dernière eau liquide de la planète se soit accumulée au fond des bassins au fur et à mesure de leur assèchement. Mais ce n’est pas le modèle vu ici. Au lieu de cela, beaucoup se trouvaient dans des canaux relativement étroits et l’élévation des dépôts était souvent plus élevée que celle des bassins voisins. Pour Leask et Ehlmann, cela suggérait que l’eau s’était écoulée dans des canaux mais s’était asséchée avant d’atteindre les bassins qu’ils remplissaient. L’idée a été soutenue par le fait que les canaux de sortie de ces bassins n’avaient pas de dépôts de sel présents.

Un autre facteur que les chercheurs ont déterminé est que ces dépôts étaient relativement minces. Bien qu’il soit difficile d’obtenir une profondeur exacte depuis l’orbite, dans quelques cas, l’équipe a pu estimer où les cratères d’impact ont perturbé le dépôt de chlorure. Ces découvertes ont constamment indiqué que les gisements de sel étaient peu profonds – moins de trois mètres de profondeur. Bien que cela représente encore de nombreux cycles d’eau entrant et s’asséchant, Mars n’a clairement pas besoin de l’eau d’occupation à long terme qui forme d’épais dépôts de sel sur Terre.

Quand 2 milliards c’est « récent »

Enfin, les chercheurs se sont penchés sur l’âge des gisements de sel. En règle générale, cela se fait en vérifiant le nombre de cratères dans le gisement et en supposant que les cratères se sont formés à un rythme régulier au cours des derniers milliards d’années. Mais la plupart des dépôts de sel se sont produits dans des canaux étroits, il n’y a donc pas beaucoup de grandes surfaces pour constituer un nombre utile de cratères.

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Au lieu de cela, les chercheurs se sont principalement concentrés sur les dates des dépôts rocheux sous-jacents, qui fournissent un âge maximum pour le sel déposé au-dessus d’eux. Dans un cas, l’équipe a trouvé un gisement de sel qui se trouvait au sommet d’une roche vieille de 3,3 milliards d’années, qui a été altérée par un événement daté d’il y a deux milliards d’années. Dans un autre cas, des dépôts de sel se trouvaient au-dessus de dépôts volcaniques datés d’il y a 2,3 milliards d’années.

C’est beaucoup plus récent que de nombreuses estimations précédentes sur le moment où Mars est devenue trop froide et a perdu trop d’atmosphère pour permettre à l’eau liquide.

Cela dit, Leask et Ehlmann ne pensent pas que ces dépôts représentent une présence permanente d’eau. Au lieu de cela, ils suggèrent que l’eau est apparue dans ces canaux en raison de la fonte saisonnière des dépôts de glace locaux et n’a peut-être même pas pénétré dans les bassins voisins en quantités importantes. Ils notent également que la région où se trouvent la plupart des dépôts de sel chevauche l’endroit où les modèles climatiques prédisent que nous verrions le plus de précipitations lorsque Mars aurait un cycle de l’eau, il y a donc de bonnes raisons de penser qu’il devrait y avoir d’importants dépôts de glace dans la région.

Aucune analyse unique ne présentera un historique complet du passé aquatique de Mars. Mais les découvertes individuelles peuvent nous donner un aperçu de différentes époques, fournissant des pièces de puzzle que nous pouvons éventuellement assembler pour former une image plus grande.

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Avances AGU, 2022. DOI : 10.1029/2021AV000534 (À propos des DOI).

Jacinthe Poulin

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