François Costard, François Forget, Nicolas Mangold et Jean-Pierre Peulvast travaillent au CNRS (EGP et LMD) depuis de nombreuses années, en planétologie comparée et sur deux spécialités majeures : la géomorphologie et la climatologie planétaires. Notamment experts des processus du froid observables dans les hautes latitudes terrestres, ils se sont penchés avec originalité sur les gullies et ravines de surface découvertes sur Mars par la sonde MGS en 2000.

Pour tenter d'expliquer la mise en place de ces formations martiennes, les chercheurs français ont non seulement comparé des équivalents morphologiques terrestres qu'ils ont observé lors de missions sur le terrain (côte Est du Groenland notamment), mais ont en plus fait appel à des paramètres morphoclimatiques et astronomiques pour les expliquer tandis que leurs collègues américains s'étaient cantonnés à étudier les formes et la distribution spatiale des gullies observées à la surface de la planète.

Après le même constat sur l'apparente fraîcheur des gullies martiennes et donc leur relative jeunesse, l'équipe s'est focalisée sur l'interprétation des formes pour rejeter définitivement l'hypothèse de Malin selon laquelle ces gullies auraient été formé par des éjections brutales et importantes d'eau liquide sous pression provenant d'aquifères souterrains affleurant dans les parties supérieures des cratères d'impact où se trouvent localisées ces formations. Bien au contraire, il semblerait que relativement peu d'eau liquide soit nécessaire pour obtenir les résultats observés aussi bien sur Terre que sur Mars ! En fait, une faible quantité de neige et de glace peut-être mélangées à du sol pourrait être suffisante. On suppose que de la glace interstitielle et peut-être même des couches actives de permafrost sont à l'origine de l'alimentation en eau de ces gullies. Le reste de la matrice est probablement composée de débris de roches délitées par les alternances du gel/dégel, mélangés à de la neige ou de la glace de surface.

L'équipe a alors modélisé numériquement les températures actuelles de surface et de subsurface de Mars à des latitudes différentes et avec des obliquités également différentes.

On sait aujourd'hui que l'obliquité de Mars comme de la Terre a varié dans le temps. Ces variations ont notamment eu pour conséquences de profondes modifications des conditions climatiques globales des deux planètes. Pour des raisons encore mal expliquées, il apparaît que les inclinaisons des axes de rotations sur leurs orbites sont en effet variables selon des cycles… et que dans les derniers millions d'années, Mars en a subi de conséquentes.

Selon les calculs réalisés par Costard et son équipe, les seuls endroits où durant les derniers cycles de ces variations d'obliquité l'eau aurait pu rester en phase plus ou moins liquide et mélangée avec de la glace et du sol durant la journée, se trouvent vers les 30° de latitude, plus précisément sur les versants exposés vers les pôles (il faut préciser qu'en période de forte obliquité, les pôles sont particulièrement exposés au Soleil et donc plus réchauffés, en été notamment). En plus de ces simulations, une analyse statistique détaillée des gullies martiennes, de leur orientation, de leur distribution en latitude s'est révélée parfaitement en phase avec le modèle mis au point auparavant, confirmant ainsi l'hypothèse.

En conclusion, l’équipe pense que les ravines martiennes proviennent d’écoulements d’eau et de glace stockés à des profondeurs assez faibles (entre 5 et 15 cm de la surface) durant des phases de forte obliquité, propices à une atmosphère plus riche en eau que l’actuelle. Elle rejette donc également l’hypothèse de Christensen parlant de chutes de neige en grande quantités et qui en ayant fondu plus tard, auraient formé les gullies et ravines aux latitudes moyennes de Mars.

Affaire à suivre…

Références de l'article : Science, Vol. 295, Issue 5552, 110-113, January 4, 2002. Formation of recent gullies and debris-flows on Mars by the melting of near-surface ground ice at high obliquity.

(c) Texte : Gilles Dawidowicz/APM
(c) Images : F. Costard