Pourquoi peu d’eau sur Mars ?
Mars est connue pour sa fine atmosphère, où le CO2 domine et fournit l’essentiel de la masse et de la pression atmosphériques, cette dernière comparable à celle que l’on trouve dans la stratosphère de la Terre à plus de 30 kilomètres au-dessus de la surface.
Mais quid de l’eau ? L’eau sur Mars s’observe actuellement à la surface sous la forme d’une couche de glace au pôle nord épaisse de plusieurs kilomètres, sous forme de givre saisonnier aux périodes de l’année les plus froides, et dans l’atmosphère, sous forme de vapeur et de glace dans les nuages. Néanmoins, l’atmosphère martienne est extrêmement sèche en comparaison de la Terre : en proportion, 100 fois moins d’eau est présente dans l’atmosphère de Mars que dans celle de la Terre. Alors que les précipitations sur Terre se traduisent par des pellicules d’eau de plusieurs centimètres, l’eau que l’on ferait précipiter sur Mars ne formerait qu’une fine pellicule inférieure au millimètre.
De nouvelles données permettent de mieux comprendre pourquoi il n’y a (presque) plus d’eau sur Mars alors qu’elle a dû être abondante par le passé.
L’eau s’échappe de l’atmosphère martienne
Car tout indique que Mars n’a pas toujours été la planète froide et aride que l’on connaît aujourd’hui. Mars expose de nombreux témoignages à sa surface d’un passé lointain – environ quatre milliards d’années en arrière, où l’eau liquide circulait à grands flots et stagnait sous forme de bassins ou de lacs, tels que dans le cratère Jezero que le rover Perseverance est en train d’explorer à la recherche de traces de vie passée.
Le cratère Jézéro, où a atterri Perseverance en février 2021, était un lac dans un passé lointain. NASA/JPL-Caltech
Pour que l’eau liquide circule autant et réside en surface suffisamment longtemps pour creuser toutes ces empreintes, il faut invoquer un climat radicalement différent de celui que l’on observe actuellement. Mars, Terre et Vénus ont sans doute été accrétées à partir des mêmes matériaux de base, ce qui signifie qu’elles ont dû connaître de grandes similitudes très tôt dans leur histoire. Mais alors que la Terre et Vénus ont conservé l’essentiel de leur atmosphère épaisse, Mars, de par sa faible taille et sa faible gravité, n’a pas pu retenir son atmosphère au cours du temps.
C’est en effet cette « théorie de l’échappement » qui permet d’expliquer la ténuité actuelle de l’atmosphère de Mars. Cet échappement se produ très haut dans l’atmosphère.
