Un rover chinois qui a atterri sur Mars en 2021 a détecté des preuves de dépôts de plage souterrains dans une zone qui aurait été autrefois le site d'une mer ancienne, fournissant une preuve supplémentaire que la planète avait longtemps un grand océan.
Le rover désormais inactif, appelé Zhurong, a fonctionné pendant un an, entre mai 2021 et mai 2022. Il a parcouru 1,9 kilomètres (1,2 mille) à peu près perpendiculairement aux escarpements considérés comme un ancien littoral à partir d'un temps – il y a 4 milliards d'années – quand Mars avait une atmosphère plus épaisse et un climat plus chaud.
Le long de son chemin, le rover a utilisé le radar pénétrant du sol (GPR) pour sonder jusqu'à 80 mètres (260 pieds) sous la surface. Ce radar est utilisé pour détecter les objets souterrains, tels que les tuyaux et les services publics, mais également des caractéristiques irrégulières, telles que les limites entre les couches de roche ou les tombes non marquées.
Les images radar ont montré des couches épaisses de matériau le long de tout le chemin, tous pointant vers le haut vers le littoral putatif à environ un angle de 15 degrés, presque identique à l'angle des dépôts de plage sur Terre. Les dépôts de cette épaisseur sur Terre auraient pris des millions d'années pour se former, ce qui suggère que Mars avait un plan d'eau à longue durée de vie avec une action des vagues pour répartir les sédiments le long d'un rivage en pente.
Le radar a également pu déterminer la taille des particules dans ces couches, qui correspondaient à celle du sable. Pourtant, les dépôts ne ressemblent pas aux dunes anciennes et soufflées par le vent, qui sont courantes sur Mars.
« Les structures ne ressemblent pas à des dunes de sable. Ils ne ressemblent pas à un cratère d'impact. Ils ne ressemblent pas à des coulées de lave. C'est à ce moment-là que nous avons commencé à penser aux océans », a déclaré Michael Manga, une Université de Californie, Berkeley, Professeur de terre et de science planétaire.
« L'orientation de ces caractéristiques est parallèle à ce que l'ancien rivage aurait été. Ils ont à la fois la bonne orientation et la bonne pente pour soutenir l'idée qu'il y avait un océan pendant une longue période pour accumuler la plage de sable. «
Manga est l'auteur contributeur d'un article sur les mesures de Zhurong publiées dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences.
Selon les auteurs chinois et américains du journal, les plages impliquent un grand océan sans glace sur Mars, même si Mars est trop froid aujourd'hui pour que l'eau s'écoule sous forme de liquide. Ils impliquent également qu'il y avait des rivières qui ont jeté des sédiments dans l'océan qui a été distribué par des vagues le long des plages.
« La présence de ces dépôts nécessite qu'une bonne bande de la planète, au moins, soit hydrologiquement active pendant une période prolongée afin de fournir à ce rivage croissant d'eau, de sédiments et potentiellement des nutriments », a déclaré le co-auteur Benjamin Cardenas, un assistant Professeur de géosciences à la Pennsylvania State University (Penn State).
« Les rivages sont de grands endroits pour rechercher des preuves de la vie passée. On pense que la vie la plus ancienne sur terre a commencé dans des endroits comme celui-ci, près de l'interface de l'air et de l'eau peu profonde. »
« Cela renforce le cas de l'habitabilité passée dans cette région sur Mars », a déclaré Hai Liu, professeur à l'École de génie civil et de transport à l'Université de Guangzhou et membre de base de l'équipe scientifique de la mission Tianwen-1, qui comprenait la Chine First Mars Rover, Zhurong.
Rivage de Deuteronilus
Les images prises par le vaisseau spatial Viking dans les années 1970 ont d'abord conduit à des spéculations selon lesquelles un océan existait autrefois sur Mars, probablement à une époque où la planète avait une atmosphère plus dense qui pourrait conserver la chaleur et donc l'eau liquide. Les images Viking ont montré ce qui ressemblait à un rivage autour d'une grande partie de l'hémisphère nord de Mars et d'une dépression qui pourrait être un fond marin ancien.
Pourtant, le rivage était si irrégulier, avec des hauts et des bas jusqu'à 10 km, que les scientifiques planétaires doutaient de ce scénario. Les rivages, comme ceux sur Terre, devraient être de niveau. D'autres énigmes, comme ce qui est arrivé à l'eau, a également mis en doute cette théorie. Les calottes polaires ne contiennent pas suffisamment d'eau pour remplir un tel océan.
Les missions ultérieures à Mars, cependant, ont fourni des preuves que, bien que une grande partie de l'eau de la planète se soit probablement échappée dans l'espace avec l'atmosphère de Mars alors que la planète se refroidissait, beaucoup est probablement également devenue sous terre, soit comme de la glace, soit combinée avec des rochers pour former de nouveaux minéraux.
En 2007, Manga et ses collègues ont proposé une théorie pour expliquer comment le rivage inégal d'aujourd'hui aurait pu être créé par un océan. Sur la base de la modélisation informatique, ils ont fait valoir que l'énorme région volcanique de la planète, Tharsis, qui contient les plus grands volcans du système solaire, a modifié la rotation de la planète après sa formation il y a environ 3,7 milliards d'années, ce qui rend le rivage de niveau inégal.
Il a révisé cette théorie en 2017, suggérant que la rotation de Mars a réellement changé pendant que le renflement du tharsis s'est formé, commençant il y a environ 4 milliards d'années.
« Parce que l'axe de spin de Mars a changé, la forme de Mars a changé. Et donc ce qui était plat n'est plus plat », a-t-il déclaré.
Avec son radar pénétrant au sol, Zhurong a eu l'occasion de chercher des preuves souterraines d'un océan ancien.
« L'utopie du Sud Planitia, où Zhurong a atterri le 15 mai 2021, est l'un des plus grands bassins d'impact sur Mars et a longtemps été supposé avoir autrefois contenu un océan ancien », a déclaré Liu. « L'étude de cette zone offre une occasion unique de déterminer si de grands plans d'eau ont jamais existé dans les plaines du nord de Mars et de comprendre l'histoire du climat de la planète. »
Les scientifiques de Hai et de Zhurong ont contacté les mangas via Cardenas pour aider à interpréter les données du GPR, principalement en raison du long intérêt du manga pour les océans de Mars. Le manga dit que le rover pénétrant le radar (Roper) a détecté des réflexions radar à environ 10 mètres sous la surface actuelle qui sont des indications classiques de plages en pente et de sable qui tapissent un océan.
« Le sable qui se trouve sur ces plages vient des rivières, puis il est transporté par des courants dans l'océan et en continu de transport de haut en bas des plages par les vagues qui montent et montent sur la plage », a déclaré Manga, notant Ce Mars a de nombreuses fonctionnalités qui ressemblent à des rivières anciennes.
« Il doit donc y avoir eu des rivières transportant des sédiments vers l'océan, bien qu'il n'y ait rien dans le voisinage immédiat qui aurait perturbé ces dépôts de plage. »
En janvier 2025, d'autres chercheurs ont signalé des preuves d'ondulations dans les roches sédimentaires au fond du cratère de Gale, le site d'atterrissage pour la curiosité du rover de la NASA, suggérant la présence de corps à long terme d'eau liquide sans glace couvrant la surface.
Le Rover Perseverance a également trouvé des preuves d'un delta de la rivière dans Jezero Crater, à seulement 2 400 kilomètres (1 500 miles) du site d'atterrissage de Zhurong. Mais ces deux cratères auraient été des lacs, pas des océans.
« Pour faire des ondulations par des vagues, vous devez avoir un lac sans glace. Maintenant, nous disons que nous avons un océan sans glace. Et plutôt que des ondulations, nous voyons des plages », a déclaré Manga.
Les environ 10 mètres (30 pieds) de matériaux recouvrant les dépôts de plage ont probablement été déposés par des tempêtes de poussière, des matériaux jetés par des impacts d'astéroïdes ou des éruptions volcaniques au cours des milliards d'années depuis la disparition de l'océan. Cela s'est avéré être fortuit, a déclaré Cardenas.
« Les dépôts de littoraux imagés ici sont vierges, toujours dans le sous-sol », a-t-il déclaré.
« Il y a eu beaucoup de travail sur le littoral, mais c'est toujours un défi de savoir comment les 3,5 milliards d'années d'érosion sur Mars ont peut-être modifié ou effacé un océan. Mais pas avec ces dépôts. C'est un tout à fait unique ensemble de données. «
