La planète Mars se ronge. Et très vite même.

Qui prétendait que Mars était une planète morte ? Qui proclamait qu'à -50°C, les processus de versants étaient figés ou n'évoluaient qu'à des vitesses inférieures au millimètre par an ?

Ceux qui tenaient ce discours il y a encore quelques mois peuvent se raviser. Ils excluaient l'existence de glaciers, de coulées, de toute dynamique de surface exception faite des actions éoliennes...

Et voilà que MGS repasse par là et prend un nouveau phénomène de surface la main dans le sac, en "flag". Après les "Dust Devils" et les "Debris Flows", voilà que MGS nous dévoile l'érosion régressive ultra-rapide des terrains du Sud de Mars, congelés à la glace carbonique.

MGS est en mission étendue, prolongée. Cela permet à l'orbiteur de passer et repasser sur des zones déjà couvertes il y a plusieurs mois voire même quelques années. Or, on sait depuis bien longtemps, que la calotte polaire Sud de Mars varie en fonction des saisons. Le fait que cette calotte se modifie suggère l'existence de profonds changements climatiques globaux sur Mars, changements du même ordre que ceux que l'on a connu sur Terre (comme le petit âge glaciaire par exemple).

Voici cette semaine, des images à comparer, datant de 1999 et de 2001. Ces images montrent avec une précision redoutable, le net recul de lambeaux de plateaux, la disparition de petites buttes témoins et comment des dépressions circulaires s'agrandissent à des vitesses considérables. Une véritable propagation d'une onde de dégel se produit sur ces terrains.

Ces images prouvent que les versants reculent de près de 3 mètres en 1 année martienne !

Ce type d'érosion ne peut se produire sur Mars que si il s'agit de glace à très forte teneur en glace carbonique, connue aussi sous le nom de "glace sèche". Le recule des terrains composés uniquement de glace d'eau, n'aurait pas été détectable d'une année à l'autre par MGS.

Les 4 images présentées couvrent 4 régions différentes du pôle Sud. Celles de 1999 datent d'octobre tandis que celles de 2001 du mois d'août, soit près d'une année martienne entre les prises de vue. Chaque image est éclairée par le Soleil qui provient du haut gauche et couvre une surface de 250 mètres de côté.

La calotte polaire Sud est stratifiée. Ses couches ont été érodées pour former des puits et de larges cuvettes (dépressions circulaires), des buttes et des mesas (lambeaux de plateau).

- Note : le terme "mesa" ne signifie pas la même chose dans le vocabulaire des géomorphologues américains et français. Pour nous, le terme désigne un édifice plan façonné par des coulées volcaniques tandis que les américains y voient une structure plane quelconque, sans faire mention de son origine. -

Les structures circulaires se forment dans les terrains de la calotte polaire Sud ou dans sa proximité, par sublimation de la glace carbonique réchauffée au printemps et en été par les rayons du Soleil.

Il y a tellement de glace carbonique, qu'elle ne peut se sublimer en une seule saison ; il lui faut en fait probablement des centaines ou des milliers d'années pour disparaître totalement, surtout que des processus d'alimentation sont peut-être encore en fonctionnement (certains parlent encore de rôles météorologiques comme des précipitations épisodiques de quelques jours par an...).

Ces nouvelles observations indiquent que la calotte polaire Sud de Mars, à l'état résiduelle, n'est pas pérenne. Elle disparaît en effet un peu plus chaque printemps. A la cadence actuelle (observée il est vrai que depuis 1 année martienne !), une couche de 3 mètres d'épaisseur peut-être complètement érodée en quelques dizaines d'années martiennes.

Si chaque couche est équivalente à environ 1% de la masse de l'atmosphère actuelle (composée à 95% de CO2), et si la quantité de glace carbonique stockée encore dans le sous-sol des régions polaires Sud est suffisante, alors la masse de l'atmosphère martienne pourrait doubler dans quelques centaines ou milliers d'années.

Ce processus en cours (depuis combien de temps ?) a pu et pourra mener à des changements climatiques profonds. Quels types de changements ? Dans quelles proportions ? Quelles conséquences sur l'érosion éolienne ? S'en verrait-elle renforcée à certains endroits ? Quelles conséquences sur l'existence d'eau liquide en surface et en sub-surface ?

Ces observations indiquent aussi que Mars a pu être très différente dans un passé proche (il y a peut être seulement quelques milliers d'années).

Aujourd'hui, la glace carbonique érode la planète par sa disparition par sublimation, mais dans le passé, ce matériel a dû être déposé, précipité, ce qui implique a priori un climat très froid et une atmosphère encore plus riche en CO2.

Enfin, la forte concentration actuelle de glace de CO2 au pôle Sud de Mars indiquerait que la planète a probablement connue de fortes variations climatiques, comme la Terre a connu notamment des périodes glaciaires alternant avec des périodes chaudes et des accalmies.

Mais l'information nouvelle et fondamentale, c'est que Mars est une planète vivante. Elle change sur une échelle de temps que nous pouvons mesurer. Si tout le CO2 déchargé dans l'atmosphère par les régions australes ne se recongèle pas dans le sol ou ailleurs, alors sa sublimation doit faire augmenter la pression atmosphérique de manière mesurable par MGS.

Il se pourrait même que si le stock probable de la calotte Sud continu sa sublimation à la même vitesse que celle observée actuellement, la pression atmosphérique augmente d'un facteur 10 en 1000 ans, soit alors presque 1/10è de la pression terrestre actuelle.

Le CO2 étant un gaz à effet de serre, la température globale de la planète pourrait augmenter naturellement et faciliter la persistance de l'eau liquide à des latitudes favorisées...

Ah que les pertes de Climate Orbiter et Polar Lander fin 1999 sont cruelles !

(c) Image : NASA/JPL/Malin Space Science Systems.
(c) Texte : Gilles Dawidowicz/APM