Les observations de grands réseaux de vallées sur Mars d’aujourd’hui suggèrent la formation par l’eau qui coule. Cependant, la plupart des modèles climatiques ne peuvent pas maintenir des températures au-dessus du gel. Pour comprendre cette contradiction, une équipe de chercheurs planétaires a modélisé les deux principales théories de la formation de la vallée à partir de précipitations (un climat humide chaud) ou de glace fondée temporairement à partir du bord d’une calotte glaciaire (un climat froid glacial). Ils ont constaté que la principale différence entre ces scénarios était l’emplacement de l’origine des vallées qui se sont formées. Dans un cadre humide chaud, les vallées commencent à de nombreuses altitudes différentes. Dans le scénario froid glacé, les vallées ne commencent que près de l’élévation où la glace a fondu. Les auteurs ont ensuite examiné une région de Mars avec de nombreux grands réseaux de vallée, en se concentrant sur l’emplacement et l’élévation des têtes de vallée. Leurs résultats ont montré que la distribution des têtes de vallée correspond aux prédictions pour un climat qui comprend des précipitations plutôt que simplement le ruissellement des calottes glaciaires. Cela suggère que les précipitations ont joué un rôle important dans la formation de ces vallées, indiquant que les anciens Mars avaient probablement un climat suffisamment chaud pour soutenir la pluie.
« Vous pouvez tirer des images Google Earth de lieux comme l’Utah, zoomer et vous verriez les similitudes avec Mars », a déclaré le Dr Amanda Steckel, chercheur au California Institute of Technology.
Aujourd’hui, la plupart des scientifiques conviennent qu’au moins une certaine eau existait à la surface de Mars pendant l’époque Noachian, il y a environ 4,1 à 3,7 milliards d’années.
Mais d’où cette eau est venue a longtemps été un mystère
Certains chercheurs disent que les anciens Mars n’étaient jamais chauds et mouillés, mais toujours froids et secs.
À l’époque, le jeune soleil du système solaire n’était qu’environ 75% aussi brillant qu’aujourd’hui.
Des calottes glaciaires tentaculaires peuvent avoir couvert les hautes terres autour de l’équateur martien, fondre parfois pendant de courtes périodes.
Dans de nouvelles recherches, le Dr Steckel et ses collègues ont décidé d’étudier les théories chaudes et pondérées par rapport au froid et au séchage du climat passé de Mars.
Les chercheurs se sont appuyés sur des simulations informatiques pour explorer comment l’eau peut avoir façonné la surface de Mars il y a des milliards d’années.
Ils ont constaté que les précipitations de la neige ou de la pluie formaient probablement les motifs des vallées et des eaux d’amont qui existent encore sur Mars aujourd’hui.
« Il est très difficile de faire toute sorte de déclaration concluante », a déclaré le Dr Steckel.
« Mais nous voyons ces vallées commencer à un large éventail d’altitude. Il est difficile d’expliquer cela avec juste de la glace. »
Les images satellites de Mars révèlent encore les empreintes digitales de l’eau sur la planète.
Autour de l’équateur, par exemple, de vastes réseaux de canaux se propagent des hauts plateaux martiens, se ramifiant comme des arbres et se vidant dans les lacs et même, peut-être, un océan.
La persévérance du Rover de la NASA, qui a atterri sur Mars en 2021, explore actuellement Jezero Crater, le site d’un tel lac ancien.
Pendant le Noachien, une puissante rivière a vidé dans cette région, déposant un delta sur le plancher du cratère.
« Vous auriez besoin de mètres de profondeur d’eau qui coule pour déposer ces types de rochers », a déclaré le Dr Brian Hynek, chercheur au laboratoire de physique atmosphérique et spatiale à l’Université du Colorado Boulder.
Pour étudier ce passé ancien, les scientifiques ont créé, essentiellement, une version numérique d’une partie de Mars.
Ils ont utilisé le logiciel pour modéliser l’évolution du paysage sur un terrain synthétique qui ressemble à Mars près de son équatrice.
Dans certains cas, ils ont ajouté de l’eau à ce terrain de la chute des précipitations. Dans d’autres cas, ils ont inclus la fonte des calottes glaciaires.
Ensuite, dans la simulation, ils ont laissé l’eau couler pendant des dizaines à des centaines de milliers d’années.
Les auteurs ont examiné les modèles qui se sont formés en conséquence et, en particulier, où les vallées de ramification de la courte-tête alimentaient les vallées de Mars.
Les scénarios ont produit des planètes très différentes: dans le cas de la fonte des calottes glaciaires, ces têtes de vallée se sont formées en grande partie à de hautes altitudes, à peu près autour du bord de l’ancienne glace.
Dans les exemples de précipitations, les eaux de tête martiennes étaient beaucoup plus répandues, formant des altitudes allant de la surface moyenne de la planète à plus de 3 350 m (11 000 pieds) de haut.
« L’eau de ces calottes glaciaires commence à former des vallées uniquement autour d’une bande étroite d’élévation », a déclaré le Dr Steckel.
« Alors que si vous avez des précipitations distribuées, vous pouvez faire former des têtes de vallée partout. »
L’équipe a ensuite comparé ces prédictions aux données réelles de Mars pris par Mars Global Arpenteur de la NASA et des vaisseaux spatiaux Mars Odyssey.
Les simulations qui comprenaient des précipitations se sont alignées plus étroitement avec la vraie planète rouge.
Les chercheurs sont prompts à souligner que les résultats ne sont pas le dernier mot sur le climat ancien de Mars – en particulier, la façon dont la planète a réussi à rester suffisamment au chaud pour soutenir la neige ou la pluie n’est toujours pas claire.
« Mais notre étude fournit aux scientifiques de nouvelles perspectives sur l’histoire d’une autre planète: la nôtre », a déclaré le Dr Hynek.
« Une fois que l’érosion de l’eau qui coule s’est arrêtée, Mars a presque été gelé dans le temps et ressemble probablement à la Terre il y a 3,5 milliards d’années. »
