Mars aurait pu être mouillé beaucoup plus longtemps qu’on ne le croyait

Il y a des milliards d’années, Mars était un endroit bien différent de ce qu’il est aujourd’hui. Au cours de la même période où la vie est apparue pour la première fois sur Terre, Mars avait une atmosphère plus épaisse, des températures de surface plus chaudes et de l’eau qui coulait à sa surface. Les preuves de ce passé plus chaud et plus humide sont aujourd’hui préservées à la surface de la planète sous la forme de canaux fluviaux, de lits de lacs, de cônes alluviaux et de dépôts sédimentaires. Quand cette période a commencé, et combien de temps a-t-elle duré, reste le sujet de nombreux débats pour les scientifiques.

Savoir combien de temps a duré cette période aide à déterminer l’ampleur de la fenêtre d’opportunité pour la vie sur Mars. Mais selon Selon de nouvelles recherches financées par la NASA de la Sellers Exoplanet Environments Collaboration (SEEC), Mars a peut-être été plus humide plus longtemps que prévu. Selon résultats récemment publiés dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesMars a peut-être eu un océan septentrional aussi récent qu’il y a trois milliards d’années.

L’équipe internationale du SEEC comprenait des chercheurs de l’Université Paris-Saclay, Institut universitaire de Francela Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), le Centre de recherche sur les systèmes climatiques (CCRS) à Columbia University, Uppsala University, le Institut Goddard de la NASA pour les études spatiales (GISS) et le Goddard Space Flight Center de la NASA.

Sur la base des données fournies par plusieurs missions robotiques (atterrisseurs, rovers et orbiteurs), il est largement admis que la fin de la période noachienne (il y a environ 4,1 à 3,5 milliards d’années) était la seule période géologique où Mars était habitable. Sur la base des réseaux de vallées observés près de l’équateur (éléments qui se forment à partir de l’érosion due à l’écoulement de l’eau), il y a eu des pluies importantes près de l’équateur pendant cette période.

Cette période n’a pas duré, car Mars a perdu son champ magnétique global et son atmosphère a été lentement dépouillée par le vent solaire. Au cours des éons qui ont suivi, Mars est progressivement passé à l’environnement très froid, desséché et presque sans air que nous y voyons aujourd’hui. Savoir combien de temps a duré cette période d’habitabilité est la clé de la recherche actuelle de preuves de la vie passée sur Mars. Plus la fenêtre est longue, plus il est probable que des preuves fossilisées de la vie puissent être trouvées sur Mars aujourd’hui.

Dans leur étude, la collaboration SEEC a prolongé la période potentiellement habitable sur Mars d’environ 500 millions d’années jusqu’à la fin de la période hespérienne (il y a environ 3,7 à 3 milliards d’années). Comme le co-auteur Frédéric Schmidt, chercheur à l’Université Paris-Saclay, l’a expliqué dans un NASA communiqué de presse:

« Notre simulation a révélé qu’il y a trois milliards d’années, le climat dans une grande partie de l’hémisphère nord de Mars était très similaire à celui de la Terre actuelle, avec un océan stable. Notre résultat contredit les théories affirmant qu’un tel océan nordique ne pourrait pas être stable. Cela augmente également la période de temps pour un climat semblable à celui de la Terre sur Mars.

L’équipe a utilisé le Modèle climatique mondial ROCKE-3D (GCM) développé au GISS de la NASA pour simuler à quoi ressemblait l’environnement martien pendant la période hespérienne. Ils ont affiné ces simulations en prenant en compte le paysage martien actuel, ses élévations de surface et en supprimant toutes les calottes glaciaires actuelles. Enfin, ils représentaient un petit océan autour de la région polaire nord dont les limites étaient basées sur les preuves géologiques actuelles de son existence.

Michael Way, co-auteur principal de l’article du GISS de la NASA, a expliqué dans un récent rapport de la NASA communiqué de presse:

« Discerner le climat de Mars il y a environ trois milliards d’années est difficile car les caractéristiques de la surface martienne ne semblent pas supporter pleinement un climat chaud et humide ou froid et sec pendant cette période. Un climat chaud et humide aurait produit une importante érosion par l’eau courante, mais peu de réseaux de vallées ont été observés à partir de cet âge.

« Un climat trop froid aurait gelé la plupart du temps n’importe quel océan du Nord. Un climat froid modéré aurait transféré l’eau de l’océan vers la terre sous forme de neige et de glace. Mais cela empêcherait la formation d’un tsunami, pour lequel il existe des preuves.

Cette simulation a révélé qu’il y a 3 milliards d’années, un océan se serait formé dans les basses terres du Nord, où l’atmosphère était plus dense et plus chaude. Dans cette région, l’eau s’évaporerait et entraînerait des précipitations sous forme de pluie ou de neige (selon la latitude). Il pleuvait principalement dans ou près de l’océan, mais dans les hautes terres plus froides du sud, il pleuvait principalement. La neige s’accumulerait pour former de grands glaciers qui s’écouleraient vers le bassin de plaine, où ils fondraient et renverraient l’eau à l’océan.

Cette simulation a été l’un des premiers GCM entièrement couplés utilisés pour Mars, où les composantes atmosphériques et océaniques 3D sont calculées simultanément, ce qui la rend d’autant plus réaliste. Conformément aux découvertes précédentes, comme celles obtenues par la NASA Mission Atmosphère et évolution volatile de Mars (MAVEN), ce modèle montre qu’un océan du Nord serait resté stable même si les températures de surface mondiales moyennes étaient descendues sous le point de congélation.

Comme la Terre, la circulation océanique aurait pu transporter de l’eau chaude des latitudes moyennes au pôle, réchauffant la surface à 4,5 ° C (40 ° F). « Étant donné que l’intégration de la circulation océanique 3D complète est coûteuse en calcul et prend plus de temps, la plupart des modèles climatiques mondiaux de Mars associent l’atmosphère 3D à un océan simple, mince et à une seule couche qui n’a pas de transport de chaleur horizontal ou vertical contrairement à l’océan 3D complet utilisé. dans notre étude », a déclaré Way.

Le climat froid et humide prédit par le modèle de l’équipe est cohérent avec de multiples caractéristiques sur Mars de cette période. Il s’agit notamment de structures de vallée en forme de U creusées par des glaciers en mouvement lent et de vallées en forme de V qui se forment à partir de cours d’eau lorsqu’ils descendent pour fusionner avec de plus grandes rivières. Alors que la première caractéristique se trouve dans les hautes terres du sud – où le modèle indique des glaciers formés parce que ces régions avaient les températures les plus froides – la seconde apparaît à basse altitude près de l’ancien littoral.

L’équipe SEEC prévoit de continuer à étudier Mars pour voir s’il existe d’autres preuves à l’appui de leur modèle. Cela comprendra l’incorporation de preuves provenant de la surface récente et de l’orbiteur des caractéristiques de surface martiennes, telles que les vallées glaciaires dans le nord. Il y a aussi le Mars Ice Mapper proposé, un effort de collaboration entre la NASA et des partenaires internationaux qui sera en mesure d’étudier le sous-sol martien peu profond avec des détails sans précédent.

Il y a aussi le rover chinois Zhurong, qui a atterri dans les basses terres du nord de Mars le 22 mai^nd, 2021, et y a examiné les roches et les caractéristiques. Les résultats de ces missions pourraient aider à répondre aux grandes questions sur l’ancien océan de Mars, notamment la durée de son existence et s’il s’est retiré sous terre ou a été perdu dans l’espace (ou les deux). Ces données aideront également à la recherche continue de la vie passée (et peut-être présente) !

La source: Univers aujourd’huide Matt Williams.