Mars Express de l’ESA a fourni de nouvelles informations sur la formation Medusae Fossae de Mars, révélant de profondes couches de glace d’eau, la plus grande découverte de ce type dans la région. Cette glace pourrait avoir un impact significatif sur notre compréhension de l’histoire climatique de Mars et est cruciale pour la future exploration humaine. Crédit : Institut des sciences planétaires/Institution Smithsonian
Récent Mars Les données Express révèlent que la formation Medusae Fossae contient de vastes couches de glace d’eau, offrant de nouveaux indices sur le passé de Mars et soutenant l’exploration future.
Des tas de poussière balayés par le vent ou des couches de glace ? Mars Express de l’ESA a revisité l’une des caractéristiques les plus mystérieuses de Mars pour clarifier sa composition. Ses découvertes suggèrent des couches de glace d’eau s’étendant sur plusieurs kilomètres sous terre – la plus grande quantité d’eau jamais trouvée dans cette partie de la planète.
Il y a plus de 15 ans, Mars Express a étudié la Formation Medusae Fossae (MFF), révélant des dépôts massifs allant jusqu’à 2,5 km de profondeur. D’après ces premières observations, il n’était pas clair de quoi étaient constitués ces dépôts – mais de nouvelles recherches ont désormais une réponse.
Cette image montre une carte des hauteurs de la surface martienne, avec les terres les plus basses en bleu et les plus hautes en blanc. S’élevant à 22 km de haut, Olympus Mons est le plus haut volcan de tout le système solaire.
La Formation Medusae Fossae (MFF) est une région intéressante proche de l’équateur. Il se compose d’une série de dépôts massifs sculptés par le vent mesurant des centaines de kilomètres de diamètre et plusieurs kilomètres de hauteur. Situé à la frontière entre les hautes terres et les basses terres de Mars, le MFF est probablement la plus grande source de poussière sur Mars et l’un des gisements les plus étendus de la planète.
Crédit : ESA
« Nous avons de nouveau exploré le MFF en utilisant des données plus récentes du radar MARSIS de Mars Express, et avons découvert que les dépôts étaient encore plus épais que nous le pensions : jusqu’à 3,7 km d’épaisseur », explique Thomas Watters de la Smithsonian Institution, États-Unis, auteur principal des deux. la nouvelle recherche et l’étude initiale de 2007. « Il est intéressant de noter que les signaux radar correspondent à ce que nous attendons des couches de glace et sont similaires aux signaux que nous voyons des calottes polaires de Mars, dont nous savons qu’elles sont très riches en glace. »
Si elle fondait, la glace enfermée dans le MFF recouvrirait la planète entière d’une couche d’eau de 1,5 à 2,7 m de profondeur : la plus grande quantité d’eau jamais trouvée dans cette partie de Mars, et suffisamment pour remplir la mer Rouge sur Terre.
La Formation Medusae Fossae (MFF) de Mars est constituée d’une série de dépôts sculptés par le vent mesurant des centaines de kilomètres de diamètre et plusieurs kilomètres de hauteur. Situées à la frontière entre les hautes terres et les basses terres de Mars, ces formations constituent probablement la plus grande source de poussière sur Mars et l’un des gisements les plus étendus de la planète.
Mais cette couche sèche semble cacher un secret. Une équipe de chercheurs a utilisé les données du radar Mars Express pour observer sous la surface. Ce qu’ils ont découvert, c’est une couche supérieure de poussière qui recouvre ce qui semble être une épaisse couche de dépôts riches en glace d’eau. Cette carte montre la quantité estimée de glace dans les monticules qui forment le MFF, indiquant que les dépôts riches en glace ont jusqu’à 3 000 m d’épaisseur.
Les chercheurs estiment que la couche de matière sèche (probablement de la poussière ou des cendres volcaniques) recouvrant la glace a une épaisseur de 300 à 600 m. Cette carte montre l’épaisseur de la glace si l’on suppose que la poussière a une épaisseur de 300 m. Dans ce cas, le volume total de glace d’eau contenue dans les dépôts MFF serait de 400 000 km3, soit, si elle fondait, suffisamment pour recouvrir Mars d’un océan d’eau de 2,7 m de profondeur.
Si la couche de poussière avait plutôt une épaisseur de 600 m, la couche de glace d’eau serait plus fine et le volume total de glace d’eau contenue dans les dépôts MFF serait de 220 000 km3, ou si elle fondait, suffisamment pour recouvrir Mars d’un océan d’eau de 1,5 m de profondeur.
Crédit : Institut des sciences planétaires/Institution Smithsonian
Couches de glace alternées
Le MFF se compose de plusieurs éléments sculptés par le vent mesurant des centaines de kilomètres de diamètre et plusieurs kilomètres de haut. Situées à la frontière entre les hautes terres et les basses terres de Mars, ces formations constituent probablement la plus grande source de poussière sur Mars et l’un des gisements les plus étendus de la planète.
Les premières observations de Mars Express ont montré que le MFF était relativement transparent au radar et de faible densité, deux caractéristiques que nous observerions dans les dépôts glacés. Cependant, les scientifiques ne peuvent pas exclure une possibilité plus sèche : que ces éléments soient en réalité des accumulations géantes de poussière, de cendres volcaniques ou de sédiments soufflés par le vent.
Près de l’équateur de Mars se trouve la Formation Medusae Fossae (MFF), une région fascinante sculptée par le vent qui pourrait être la plus grande source de poussière sur Mars.
Lorsque Mars Express a orienté son sondeur radar MARSIS vers le MFF, il a révélé une surprise. Les signaux radar qui ont résonné correspondaient à ce que nous attendions de voir des dépôts en couches riches en glace d’eau.
Sur cette image, la ligne horizontale blanche sur la carte colorée des hauteurs de la surface de Mars (en haut) montre une étroite étendue de terre qui a été scannée par MARSIS. La fenêtre contextuelle ci-dessous montre les données radar collectées par l’instrument qui révèlent le sous-sol ; plus la zone est lumineuse, plus l’écho radar reçu de cette zone est fort.
La ligne blanche couvre deux monticules séparés par une vallée. Ces monticules sont clairement visibles dans les données radar ci-dessous. L’analyse des données radar suggère que sous une épaisse couche de matière sèche (probablement de la poussière ou des cendres volcaniques), les monticules sont remplis de glace d’eau.
Crédit : CReSIS/KU/Smithsonian Institution
« C’est ici qu’interviennent les nouvelles données radar ! Compte tenu de sa profondeur, si le MFF n’était qu’un énorme tas de poussière, nous nous attendrions à ce qu’il se tasse sous son propre poids », explique Andrea Cicchetti, co-auteur de l’Institut national d’astrophysique d’Italie. « Cela créerait quelque chose de bien plus dense que ce que nous voyons réellement avec MARSIS. Et lorsque nous avons modélisé le comportement de différents matériaux sans glace, rien n’a reproduit les propriétés du MFF : nous avons besoin de glace.
Les nouveaux résultats suggèrent plutôt des couches de poussière et de glace, toutes surmontées d’une couche protectrice de poussière sèche ou de cendres de plusieurs centaines de mètres d’épaisseur.
Près de l’équateur de Mars se trouve la Formation Medusae Fossae (MFF), une série fascinante de dépôts sculptés par le vent qui pourraient constituer la plus grande source de poussière sur Mars.
Lorsque Mars Express a orienté son sondeur radar MARSIS vers le MFF, il a révélé une surprise. Les signaux radar renvoyés sous la surface correspondent à ce que nous attendons de voir des dépôts en couches riches en glace d’eau.
Sur cette image, la ligne blanche sur la surface de Mars (en haut) montre une étendue de terre scannée par MARSIS. Le graphique ci-dessous montre la forme du terrain et la structure du sous-sol, avec la couche de sédiments secs (probablement de la poussière ou des cendres volcaniques) en marron et la couche de dépôts suspectés riches en glace en bleu. Le graphique montre que le dépôt de glace mesure des milliers de mètres de haut et des centaines de kilomètres de large.
Si toute la glace d’eau présumée du MFF fondait, elle recouvrirait Mars d’un océan d’eau pouvant atteindre 2,7 m de profondeur.
Crédit : CReSIS/KU/Smithsonian Institution
Exploration et collaboration futures
Bien que Mars semble désormais être un monde aride, la surface de la planète regorge de signes indiquant que l’eau était autrefois abondante, notamment des canaux fluviaux asséchés, d’anciens fonds d’océans et de lacs et des vallées creusées par l’eau. Nous avons également découvert d’importantes réserves de glace d’eau sur Mars, comme les énormes calottes polaires, les glaciers enfouis plus près de l’équateur et la glace proche de la surface qui traverse le sol martien.
Des réserves massives de glace près de l’équateur – comme celles que l’on soupçonne de se cacher sous la surface sèche de la MFF – n’auraient pas pu se former dans le climat actuel de la planète. Ils doivent s’être formés à une époque climatique antérieure.
Cette vue en perspective oblique de Medusae Fossae sur Mars a été générée à partir du modèle numérique de terrain et des canaux nadir et couleur de la caméra stéréo haute résolution de Mars Express de l’ESA. Crédit : ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
«Cette dernière analyse remet en question notre compréhension de la formation Medusae Fossae et soulève autant de questions que de réponses», déclare Colin Wilson, scientifique du projet de l’ESA pour Mars Express et l’ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). « Il y a combien de temps ces dépôts de glace se sont-ils formés et à quoi ressemblait Mars à cette époque ? S’il est confirmé qu’il s’agit de glace d’eau, ces dépôts massifs modifieraient notre compréhension de l’histoire climatique de Mars. N’importe quel réservoir d’eau ancienne serait une cible fascinante pour l’exploration humaine ou robotique.
L’étendue et l’emplacement de ces dépôts glacés de MFF les rendraient également potentiellement très précieux pour notre future exploration de Mars. Les missions vers Mars devront atterrir près de l’équateur de la planète, loin des calottes polaires riches en glace ou des glaciers des hautes latitudes. Et ils auront besoin d’eau comme ressource – donc trouver de la glace dans cette région est presque une nécessité pour les missions humaines sur la planète.
Cette vue en perspective montre Eumenides Dorsum, qui fait partie de la formation Medusae Fossae (MFF) de Mars. Le MFF se compose d’une série de dépôts sculptés par le vent mesurant des centaines de kilomètres de diamètre et plusieurs kilomètres de hauteur. Situés à la frontière entre les hautes terres et les basses terres de Mars, ces gisements constituent probablement la plus grande source de poussière sur Mars et l’un des gisements les plus étendus de la planète.
Mais cette poussière semble cacher un secret. Il y a plus de 15 ans, Mars Express de l’ESA a étudié le MFF, révélant que la poussière recouvrait des dépôts massifs allant jusqu’à 2,5 km de profondeur. D’après ces premières observations, il n’était pas clair de quoi étaient constitués les dépôts. Une équipe de chercheurs a à nouveau exploré le MFF à l’aide de données radar plus récentes de Mars Express et a découvert que les dépôts étaient encore plus épais qu’on ne le pensait auparavant : jusqu’à 3,7 km d’épaisseur. Et maintenant, il est clair que ces signaux radar correspondent à ce que nous attendons des dépôts en couches riches en glace d’eau.
Si elle fondait, la glace enfermée dans le MFF recouvrirait la planète entière d’une couche d’eau de 1,5 à 2,7 m de profondeur : la plus grande quantité d’eau jamais trouvée dans cette partie de Mars, et suffisamment pour remplir la mer Rouge sur Terre.
Crédit : Caltech/JPL Global CTX Mosaïque de Mars/Smithsonian Institution
« Malheureusement, ces gisements MFF sont recouverts de centaines de mètres de poussière, ce qui les rend inaccessibles pendant au moins les prochaines décennies. Cependant, chaque morceau de glace que nous trouvons nous aide à avoir une meilleure idée de l’endroit où l’eau de Mars coulait auparavant et de l’endroit où elle peut être trouvée aujourd’hui.
Alors que Mars Express cartographie la glace d’eau jusqu’à une profondeur de quelques kilomètres, une vue de l’eau proche de la surface est fournie par l’orbiteur martien TGO. Cet orbiteur transporte l’instrument FREND, qui cartographie l’hydrogène – un indicateur de glace d’eau – dans le mètre le plus élevé du sol martien. FREND a repéré une zone riche en hydrogène de la taille des Pays-Bas au sein de Valles Marineris sur Mars en 2021 et cartographie actuellement la répartition des dépôts d’eau peu profonde sur la planète rouge.
« Ensemble, nos explorateurs de Mars en révèlent de plus en plus sur notre voisine planétaire », ajoute Colin.
