50 ans de résultats scientifiques
2005 : découverte d'argiles sur Mars.
Depuis les années 70 et les missions Viking et Mariner-9, des traces d’eau liquide ont été découvertes à la surface de Mars. Précisons tout de suite que du fait de la faible pression (6 à 10 mbar) et des basses températures, les conditions à la surface de Mars ne permettent pas de maintenir d’eau sous la forme liquide.
Ces premières observations ont mis en évidence deux grandes classes de phénomènes : ce qui s’apparente à des fleuves asséchés, ou vallées ramifiées, et des vallées de débâcles. Ces dernières révèlent que des flots d’eau importants ont raviné certaines régions de Mars en érodant des cratères de plusieurs kilomètres de diamètre. Ces débâcles proviendraient de l’émergence d’eau liquide en grande quantité venant du sous-sol. Par exemple, on a pu estimer que sur Athabasca Valles, la débâcle a représenté un front d’eau de 100 mètres de haut sur plusieurs kilomètres de large. L’existence d’eau dans le sous-sol a, depuis, été confirmée par les mesures en orbite de Mars Odyssey et in situ de l’atterrisseur Phoenix.
Depuis ces premières découvertes, les observations portent sur la recherche d'indices de la présence d’eau liquide sur de longues durées. En effet, une débâcle dure quelques jours et un fleuve peut couler pendant plusieurs milliers d’années mais pas beaucoup plus. Or nous savons que sur Terre, la vie a mis typiquement quelques centaines de millions d’années pour apparaitre. Pour ces constantes de temps, il faut rechercher les altérations minéralogiques des roches, d’origine volcanique et magmatique, par l’action lente de l’eau.
La première confirmation de cette altération date de mars 2004. En effet, le rover américain Opportunity qui s’est posé sur le site de Meridiani Planum a analysé les roches affleurantes situées à quelques mètres de son point d’atterrissage. Ces roches se sont avérées être des sulfates d’origine sédimentaire dans lesquelles se trouvent des « myrtilles » (billes dures de couleur bleu-vert) d’hématite. La présence de ces sulfates a été interprétée comme résultant de l’interaction épisodique d’eau liquide acide entrecoupée de longues durées arides. Mais ces sulfates ne sont pas encore la preuve que Mars aurait connu une période chaude et humide au début de son histoire.
Les argiles, la découverte la plus importante de la décennie sur Mars
Au même moment, mais depuis l’orbite, la sonde européenne Mars Express a commence ses observations. A son bord le spectromètre visible et infrarouge OMEGA réalisé par l’Institut d’Astrophysique Spatiale d’Orsay et le LESIA. Omega va retrouver les sulfates hydratés en divers endroits de Mars mais sa découverte capitale sera publiée fin 2005 : des phyllosilicates, ou argiles, seront localisés sur plus d’une vingtaine de sites. A l’inverse des sulfates, les argiles sont formées en présence de beaucoup d’eau pas trop acide et sur des durées géologiques.
Cette découverte est probablement la plus importante réalisée depuis plus de dix ans et on la doit à un instrument français sous la responsabilité du Professeur Bibring et financé par le CNES. Elle prouve que Mars a bien connu une période chaude et humide dans les premières centaines de millions d’années qui ont suivi sa formation il y a 4,6 milliards d’années. Au-delà, un changement climatique global se serait produit qui correspond à l’arrêt de l’effet dynamo dans les profondeurs de la planète et la disparition du champ magnétique dipolaire. En l’absence de ce champ protecteur, l’atmosphère de la planète se retrouve en contact direct avec les ions du vent solaire. Ceux-ci vont progressivement provoquer l’« échappement » de l’atmosphère dans le milieu interplanétaire et la disparition progressive de l’effet de serre. La pression et la température baissant, Mars est alors devenue le désert glacé que nous connaissons aujourd’hui.
Et demain ?
Après la recherche de l’eau, c’est maintenant la recherche du carbone et de traces de vie qui sont les priorités des missions en préparation et notamment la mission américaine Mars Science Laboratory et son rover de 900 kg qui doit décoller vers Mars en novembre prochain.
Le choix du site d’atterrissage a fait l’objet de multiples débats parmi les scientifiques. Plus de 50 sites ont été proposés par les scientifiques et sur des critères à la fois d’intérêts scientifiques mais aussi de sécurité pour l’atterrissage, seuls 4 sites ont été retenus : les cratères Eberswalde, Holden et Gale et Mawrth Vallis. Ces quatre sites ont tous la propriété de contenir des argiles observés par Omega, ce qui révèle l’intérêt exceptionnel que représente ce minéral pour la recherche d’indices que la vie serait apparue au début de l’histoire de Mars.
Rendez-vous en août 2012, quand le rover se posera sur Mars et ira explorer ces terrains argileux avec l’espoir de découvertes surprenantes.
Contacts
- Responsable scientifique : Jean-Pierre Bibring
- Responsable de la thématique système solaire : Francis Rocard