Crédit d'image: NASA / JPL
Les MER rovers Spirit et Opportunity, qui voyagent maintenant à la surface de Mars, explorent une géographie plus sèche que le désert le plus sec de la Terre. Malgré les calottes polaires et les poches présumées d'eau liquide sous la surface martienne, la quantité d'eau sur Mars n'est qu'une cuillère à café par rapport aux vastes réserves aqueuses de la Terre. Pourquoi Mars est-il si sec?
Les planètes intérieures de notre système solaire - Mars, la Terre, Vénus et Mercure - se sont formées par l'accumulation de petites roches et de poussières qui ont tourbillonné autour du soleil dans ses premières années. Si la Terre et Mars sont constituées de la même poussière d'étoiles, elles auraient dû naître avec environ le même rapport d'eau.
De nombreux scientifiques pensent que Mars était autrefois très liquide, mais a perdu ses océans en raison de la faible masse de la planète. Ceci, combiné à une atmosphère mince, a permis à la majeure partie de l'eau sur Mars de s'évaporer dans l'espace.
Mais selon une étude de Jonathan Lunine du Lunar and Planetary Laboratory de l'Université d'Arizona, la planète rouge était sèche depuis le tout début.
Lunine, écrivant dans la revue Icarus en 2003 avec ses collègues John Chambers, Alessandro Morbidelli et Laurie Leshin, dit que Mars était à l'origine un embryon planétaire. Essentiellement, un embryon planétaire est un très gros astéroïde qui peut être aussi massif que Mercure ou Mars. Cet embryon pré-Mars existait dans la ceinture d'astéroïdes, qui à l'époque était plus largement dispersée dans le système solaire, répartie entre 0,5 et 4 UA du soleil. Aujourd'hui, la principale ceinture d'astéroïdes se situe approximativement entre 2 et 4 UA, située entre Mars (1,5 UA) et Jupiter (5,2 AU).
Lunine dit que Mars a atteint sa taille actuelle à cause d'accumulations d'astéroïdes et de comètes plus petits. Il dit que la Terre la plus massive, en comparaison, s'est principalement formée à partir de gros embryons planétaires entrant en collision les uns avec les autres.
«Par hasard, Mars n'a pas été frappé par des astéroïdes géants alors que la Terre était - le piéton chanceux contre malchanceux», explique Lunine. "Mais Mars a été frappé par des corps beaucoup plus petits car ils sont si nombreux."
La Terre tourne actuellement autour du soleil à 1 UA. Lunine dit que les embryons planétaires dans cette orbite n'auraient pas eu beaucoup d'eau. Au début de l’évolution du soleil, pendant la formation planétaire, le disque poussiéreux qui entourait la jeune étoile était très chaud. Des composés aquifères n'auraient pas pu se former dans ce disque à 1 UA.
Puisque Mars est plus éloigné du soleil que la Terre et plus proche des régions plus froides et «humides» de la ceinture d'astéroïdes, il semblerait logique que Mars soit né avec plus d'eau. Pourtant, Lunine dit que Mars n'a probablement acquis que 6 à 27% de l'océan terrestre (1 océan terrestre = 1,5 à 1021 kg).
C'est parce que certains des embryons planétaires qui ont finalement constitué la Terre étaient saturés d'eau. Alors que 90 pour cent des embryons qui ont formé la Terre provenaient de la région 1 UA, et donc secs, 10 pour cent provenaient de 2,5 UA et au-delà. Les embryons venant de cette distance auraient eu de grandes réserves d'eau. De plus petits astéroïdes provenant de cette distance auraient également contribué à l'approvisionnement en eau de la Terre. Au plus, Lunine dit que seulement 15% de l'eau de la Terre provenait de comètes.
Mars, quant à lui, a eu la malchance d'être né comme une seule roche sèche. Mars a finalement reçu de l'eau à la fin du jeu de formation, après que son noyau s'était déjà formé et qu'il avait presque atteint sa masse actuelle. Selon le scénario de Lunine, Jupiter a également gagné sa masse actuelle à cette époque. La gravité de Jupiter a alors aspiré les astéroïdes voisins ou les a fait se disperser vers l'extérieur. Le proto-Mars a en quelque sorte échappé au déplacement de la gravité de Jupiter, mais a été bombardé par les astéroïdes dirigés vers l'extérieur.
"Les impacts des petits astéroïdes et des comètes ont constitué un" placage tardif "qui a ajouté de l'eau à Mars, contrairement à l'image de la Terre où l'eau a été ajoutée par des collisions avec des embryons de la taille de Mercure tout au long d'une période de croissance de quelques dizaines de millions d'années, »Écrivent les scientifiques.
Bien que Mars ne se forme pas dans leur modèle informatique, les scientifiques pensent que cela peut refléter la nature chaotique de la formation planétaire, où les directions des embryons planétaires et des astéroïdes sont imprévisibles et de nombreux résultats sont possibles.
«La construction des planètes terrestres comporte une part assez aléatoire, si bien que se retrouver avec un Mars qui n'a pas accumulé de nombreux planétésimaux riches en eau est possible», explique Alan Boss de la Carnegie Institution de Washington. "Cela pourrait bien expliquer la rareté de l'eau sur Mars d'aujourd'hui."
De telles différences dans la formation planétaire pourraient également se produire parmi les planètes intérieures d'autres systèmes solaires. Jusqu'à présent, les astronomes connaissent 104 étoiles qui ont des planètes en orbite autour. Toutes les planètes extrasolaires trouvées jusqu'à présent sont des géantes gazeuses, mais il semble probable que des planètes terrestres comme Mars et la Terre pourraient également orbiter autour d'étoiles lointaines, même si nous n'avons pas encore la technologie pour les détecter.
Si certaines planètes terrestres intérieures sont formées par des collisions de plusieurs embryons planétaires, tandis que d'autres sont des embryons qui ne rassemblent que des comètes et des astéroïdes humides, alors les planètes autour de ces autres étoiles pourraient avoir des quantités d'eau très différentes. Lunine suggère que le moment et la formation des planètes géantes gazeuses dans chaque système solaire joueront un rôle important dans ce processus, tout comme Jupiter a influencé le caractère de notre propre système solaire.
Lunine a actuellement un article à Icarus, avec Tom Quinn et Sean Raymond de l'Université de Washington, sur la variation possible de l'abondance d'eau pour les planètes terrestres autour d'autres étoiles. De plus, il surveille attentivement les données recueillies par les MER rovers Spirit et Opportunity, ainsi que les satellites en orbite autour de Mars.
«Odyssey, MER et Mars Express détermineront, espérons-le, la quantité d'eau actuelle et fourniront de meilleures contraintes sur l'abondance d'eau passée», explique Lunine. «Je suis particulièrement intéressé par les résultats du radar MARSIS et ceux de son successeur, SHARAD.»
MARSIS est un appareil radar sur le satellite Mars Express qui peut regarder à travers les cinq premiers kilomètres de croûte martienne pour rechercher des couches d'eau et de glace. L’agence spatiale italienne prévoit de faire voler un radar souterrain peu profond, appelé SHARAD, sur l’orbiteur de reconnaissance de Mars de la NASA pour voir si de la glace d’eau est présente à des profondeurs supérieures à un mètre. Bien que MARSIS ait une capacité de pénétration plus élevée, sa résolution est beaucoup plus faible que celle de SHARAD.
Source d'origine: Astrobiology Magazine
