Des glaciers antiques sur Mars ! Sur les traces d’une époque glaciaire ancienne…

Mercredi, 13 mars 2019

Une récente étude a permis de mettre en évidence pour la première fois des vallées glaciaires et de cirques glaciaires datés de 3,6 Ga sur Mars. Une approche morphométrique comparative entre la Terre et Mars a été utilisée  afin de caractériser l’origine des vallées anciennes. Définir l’agent érosif de ces vallées (glace ou eau liquide) permet de mieux contraindre le climat primitif, très controversé,  de la planète Mars. Ces paysages glaciaires anciens sont similaires aux paysages glaciaires sur Terre. Ils ont pu être identifiés et préservés jusqu’à aujourd’hui par la forte emprunte morphologique qu’ils laissent dans le paysage martien.


Figure 1 : Vue d'artiste de la planète Mars il y a 4 milliards d'années, basée sur des données géologiques. Le rectangle indique la zone d'étude. © Ittiz

Le climat primitif martien est aujourd’hui l’une des questions scientifiques de la communauté martienne la plus sujette à débat. D’un côté, la vision la plus acceptée, celle d’un Mars primitif chaud et humide, mis en avant par la géologie hydratée et les morphologies fluviatiles;  et de l’autre côté, le scénario d’un Mars primitif glacé et sec mis en avant par des modèles climatiques qui prédisent, avec les conditions atmosphériques de l’époque, un dépôt de glace à haute altitude (> 1000 m). Néanmoins cette vision est très souvent remise en question car aucun marqueur géomorphologique de ce supposé climat froid n’a été identifié jusqu’à ce jour. C’est dans ce contexte que les géomorphologues Axel Bouquety, Antoine Séjourné, François Costard et Sylvain Bouley, du laboratoire Géosciences Paris Sud (GEOPS, CNRS/Université Paris-Saclay), et Denis Mercier, de l’université de la Sorbonne, ont étudié les vallées présentes dans la région de Terra Sabaea dans l’hémisphère austral de Mars. Contraindre l’origine de ces vallées, à savoir une origine fluviatile ou glaciaire, permet de mieux contraindre le climat primitif de la planète Mars (Figure 1).

C’est à partir d’une approche morphométrique innovante couplant les images de la caméra HRSC de la sonde Mars Express de l’ESA et les données topographiques qu’il a été possible de mettre en évidence la présence de morphologies glaciaires anciennes sur les hauts plateaux de l’hémisphère sud de Mars.

En effet, les vallées martiennes étudiées présentent des caractéristiques morphométriques similaires aux vallées glaciaires alpines terrestres (vallée un U très large avec un fond plat...) et sont différentes des vallées fluviatiles terrestres et martiennes. De plus, ces vallées glaciaires martiennes sont souvent surmontées par une tête de vallée, en forme d’amphithéâtre, qui présente des caractéristiques morphométriques très similaires aux cirques glaciaires terrestres. Les résultats de cette étude, publiée dans Geomorphology, démontrent pour la première fois, la présence d’un paysage glaciaire composé de vallées glaciaires associées à des cirques glaciaires daté d’il y a 3,6 Ga (Figure 2).


Figure 2 : Comparaison entre un paysage glaciaire terrestre d'Islande (à gauche) avec un paysage glaciaire martien ancien (à droite). © Google Earth

Les auteurs suggèrent un climat froid aux hautes altitudes (> 1500 m) où de la glace a pu être stable et s’accumuler afin de former des glaciers qui ont façonné les paysages glaciaires observés dans cette étude, et un climat plus tempéré à des altitudes plus basses (< 1500 m) où de l’eau liquide a pu être stable pour façonner les vallées ramifiées fluviatiles bien connue sur Mars. Sur Terre, il est fréquent de retrouver des endroits où la glace est stable à haute altitude mais instable à basse altitude pour former de l’eau liquide. La découverte de formations glaciaires dans l’hémisphère sud de Mars appuie la thèse d’un climat primitif froid permettant à des glaciers d’exister à la surface de Mars il y a 3,6 milliards d’années.

Note(s): 

Ce projet est financé dans le cadre d’une thèse, par le Programme National de Planétologie (CNRS, INSU) et le CNES.

Source(s): 

Axel Bouquety, Antoine Sejourné, François Costard, Denis Mercier & Sylvain Bouley. Morphometric evidence of 3.6 Ga glacial valleys and glacial cirques in martian highlands: south of Terra Sabaea Geomorphology (2019) doi: 10.1016/j.geomorph.2019.02.022

Contact(s):
  • Axel Bouquety, GEOPS
    axel [dot] bouquety [at] u-psud [dot] fr, 01 69 15 67 68

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