Les preuves montent qu'un secret se trouve sous les plaines rouges poussiéreuses de Mars, qui pourrait redéfinir notre vue sur la planète rouge: un vaste réservoir d'eau liquide, verrouillé profondément dans la croûte.
Mars est recouvert de traces d'anciens plans d'eau. Mais le puzzle de l'endroit où tout est allé lorsque la planète est devenue froide et sec a longtemps intrigué les scientifiques.
Notre nouvelle étude publiée dans le Revue nationale des sciences peut offrir une réponse. En utilisant les données sismiques de la mission de perspicacité de la NASA, nous avons révélé des preuves que les ondes sismiques ralentissent dans une couche entre 5,4 et 8 kilomètres sous la surface, ce qui pourrait être dû à la présence d'eau liquide à ces profondeurs.
Le mystère de l'eau manquante
Mars n'était pas toujours le désert stérile que nous voyons aujourd'hui. Il y a des milliards d'années, pendant les périodes Noachian et Hespériennes (4,1 milliards à 3 milliards d'années), les rivières ont sculpté les vallées et les lacs.
Alors que le champ magnétique de Mars s'estompait et que son atmosphère éclairait, la plupart des eaux de surface ont disparu. Certains se sont échappés dans l'espace, certains ont gelé dans des capuchons polaires, et certains ont été piégés dans les minéraux, où il reste aujourd'hui.
Mais l'évaporation, la congélation et les rochers ne peuvent pas tout à fait tenir compte de toute l'eau qui a dû couvert Mars dans un passé lointain. Les calculs suggèrent que l'eau «manquante» est suffisante pour couvrir la planète dans un océan au moins 700 mètres de profondeur, et peut-être jusqu'à 900 mètres de profondeur.
Une hypothèse a été que l'eau manquante s'est infiltrée dans la croûte. Mars a été fortement bombardé par des météorites pendant la période Noachienne, qui peut avoir formé des fractures qui ont canalisé l'eau sous terre.
Profondément sous la surface, les températures plus chaudes maintiendraient l'eau à l'état liquide – contrairement aux couches congelées plus près de la surface.
Un instantané sismique de la croûte de Mars
En 2018, la perspicacité de la NASA a abordé Mars pour écouter l'intérieur de la planète avec un sismomètre super sensible.
En étudiant un type particulier de vibrations appelées «ondes de cisaillement», nous avons trouvé une anomalie souterraine significative: une couche entre 5,4 et 8 kilomètres vers le bas où ces vibrations se déplacent plus lentement.
Cette « couche à faible vitesse » est probablement une roche hautement poreuse remplie d'eau liquide, comme une éponge saturée. Quelque chose comme les aquifères de la Terre, où les eaux souterraines s'infiltrent dans des pores rocheux.
Nous avons calculé la « couche aquifère » sur Mars pourrait contenir suffisamment d'eau pour couvrir la planète dans un océan mondial de 520 à 780 m de profondeur – des temps de sévérance de plus d'eau que dans la calotte glaciaire de l'Antarctique.
Ce volume est compatible avec les estimations de l'eau « manquante » de Mars (710–920m), après avoir comptabilisé les pertes dans l'espace, l'eau liée en minéraux et les calottes glaciaires modernes.
Météorites et quilles
Nous avons fait notre découverte grâce à deux impacts de météorite en 2021 (nommés S1000A et S1094B) et un marsquake en 2022 (surnommé S12222A). Ces événements ont envoyé des vagues sismiques ondulantes à travers la croûte, comme laisser tomber une pierre dans un étang et regarder les vagues se propager.
Le sismomètre d'Insight a capturé ces vibrations. Nous avons utilisé les signaux à haute fréquence des événements – pensez à un accord sur une station de radio croustillante et haute définition – pour cartographier les couches cachées de la croûte.
Nous avons calculé les «fonctions du récepteur», qui sont des signatures de ces ondes lorsqu'ils rebondissent et se répercutent entre les couches de la croûte, comme des échos cartographiant une grotte. Ces signatures nous permettent de localiser les limites où la roche change, révélant la couche imbibée de l'eau de 5,4 à 8 kilomètres de profondeur.
Pourquoi ça compte
L'eau liquide est essentielle à la vie telle que nous la connaissons. Sur Terre, les microbes prospèrent dans une roche profonde et remplie d'eau.
La vie similaire, peut-être peut-être des reliques des écosystèmes martiens anciens, persister dans ces réservoirs? Il n'y a qu'une seule façon de le découvrir.
L'eau peut également être une bouée de sauvetage pour les organismes plus complexes – comme les futurs explorateurs humains. Purifié, il pourrait fournir de l'eau potable, de l'oxygène ou du carburant pour les roquettes.
Bien sûr, le forage des kilomètres profondément sur une planète lointaine est un défi intimidant. Cependant, nos données, collectées près de l'équateur de Mars, laissent également entendre la possibilité d'autres zones riches en eau, comme le réservoir de boue glacé de l'utopie planitia.
Quelle est la prochaine étape pour Mars Exploration?
Nos données sismiques ne couvrent qu'une tranche de Mars. De nouvelles missions avec des sismomètres sont nécessaires pour cartographier des couches d'eau potentielles dans le reste de la planète.
Les futurs rovers ou exercices pourraient un jour exploiter ces réservoirs, en analysant leur chimie pour des traces de vie. Ces zones d'eau nécessitent également une protection contre les microbes terrestres, car ils pourraient héberger la biologie martienne indigène.
Pour l'instant, l'eau nous invite à continuer à écouter le rythme cardiaque sismique de Mars, décodant les secrets d'un monde peut-être plus comme la Terre que nous ne le pensions.
