Mars - L'énigme des réseaux de rivières

Auteur: Martin Turbet

Réseau de rivières martien - Warrego Valles

Photographie de réseaux de rivières martiens situés dans la région de Warrego Valles.

Crédit : NASA

Mars est aujourd'hui une planète froide et sèche. Sa température de surface moyenne est d'environ -70°C et sa pression de surface de 6 millibars. Sous ces conditions, l'eau à la surface de Mars n'existe que sous sa forme de glace, en équilibre avec de la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère. Pourtant, un grand nombre d'indices suggère que Mars fut autrefois une planète qui possédait toutes les caractéristiques nécessaires pour être habitable ...

Les réseaux de rivière

En 1972, la sonde Mariner 9 découvre pour la première fois des lacs et des réseaux de rivière à la surface de Mars. Leur présence suggère que l'atmosphère de Mars fut un jour suffisamment chaude et épaisse pour que de l'eau liquide soit stable à sa surface, et capable d'éroder Mars pour former lacs et rivières. La grande majorité de ces réseaux de rivières ont été observés sur des terrains datés de plus de 3,5 milliards d'années, en utilisant la méthode de comptage par cratères. Depuis, la présence de grandes quantités d'eau liquide sur Mars autrefois a été confirmée par de multiples observations géomorphologiques et minéralogiques effectuées depuis des satellites en orbite ou grâce à des robots (rovers) à la surface.

Pourtant, il y a 3,5 milliards d'années, le Soleil était 25% moins brillant qu'aujourd'hui. Mars recevait alors 35% du flux solaire que nous recevons actuellement sur Terre. Difficile donc d'expliquer la formation de ces rivières et encore plus d'imaginer que Mars ait pu un jour être habitable.

Les scénarios possibles

Première possibilité : Mars fut un jour chaude et humide pendant une longue période de temps. Suffisamment longtemps pour qu'un cycle hydrologique durable prenne place et que lacs et réseaux de rivières se forment. La présence de gaz à effet de serre puissants (CO₂notamment) en grande quantité aurait alors pu expliquer la persistance d'un tel climat. Dans ce scénario, Mars était une planète habitable où la vie aurait pu se développer.
Deuxième possibilité : Mars était, à l'instar d'aujourd'hui, une planète sèche et froide. Mais Mars aurait pû se réchauffer pendant de brefs épisodes répétés à la suite d'impacts météoritiques ou encore à cause d'un volcanisme intense. Cumulés, ces évènements auraient pu conduire à la formation des réseaux de rivières observés sur Mars. Dans ce scénario où l'eau liquide ne fut stable qu'épisodiquement, il est peu probable que la vie ait pu se développer ...

Les leçons à tirer

L'exemple de Mars montre d'abord qu'une planète a pu être propice à l'eau liquide en surface (et donc propice à une vie capable de photosynthèse) en recevant un flux d'énergie solaire faible, si faible qu'il reste difficile de l'expliquer avec les modèles climatiques. La planète Mars primitive nous offre donc une référence empirique sur la limite extérieure de la zone habitable.

L'exemple de Mars met aussi en évidence le fait que pour rester habitable, et en particulier propice à une vie capable d'évoluer en surface, il faut pouvoir conserver son atmosphère en évitant sa perte par échappement dans l'espace et en recyclant les volatiles piégés à la surface par réaction chimique.

Mars est enfin un exemple de l'habitabilité de type 2: la vie aurait pu démarrer dans des conditions favorables, avec de l'eau liquide en surface. Après avoir atteint une complexité suffisante, elle pourrait subsister malgré les conditions arides actuelles, notamment en profondeur.