De mystérieux polygones ont été découverts sous le sol de Mars

L'exploration du sous-sol martien a permis de découvrir de curieuses structures en nid d'abeille, suggérant de précieuses informations sur l'ancien climat de la planète rouge. Voici ce que le rover chinois de la mission a découvert.

Utopia Planitia : y a-t-il eu de la vie sur Mars ?

China News Service/Wikimedia commons - CC BY 3

Mars, la quatrième planète du système solaire, est un monde désertique et froid qui a suscité l'intérêt scientifique en raison de la possibilité de soutenir la vie et de ses caractéristiques géologiques uniques. Dans son hémisphère nord se trouve Utopia Planitia, une vaste région située près de l'équateur, connue pour être l'une des plus grandes plaines de la planète rouge. Elle est caractérisée par un paysage relativement plat et dépourvu de reliefs importants, avec une surface couverte de dépôts de poussière et de sédiments, et a été choisie comme site d'atterrissage pour plusieurs missions spatiales, dont le module Viking 2 de la NASA dans les années 1970 et plus récemment le rover chinois Zhurong en 2021, resté actif pendant 357 jours.

Utopia Planitia a une signification géologique importante. Les observations par satellite suggèrent la présence d'anciens canaux fluviaux et de dépôts sédimentaires, suggérant que la région aurait pu abriter autrefois un vaste océan. Cette caractéristique en fait un lieu d'un intérêt particulier pour la recherche de possibles signes de vie passée sur Mars, étant donné que l'eau est un élément clé pour la vie telle que nous la connaissons. L'atmosphère de Mars est mince et composée principalement de dioxyde de carbone, rendant la planète froide et aride. Les températures peuvent chuter drastiquement et les conditions de surface rendent actuellement impossible la présence d'eau liquide de manière stable, cependant il semble que cela n'ait pas toujours été le cas.

Une hypothèse confirmée justement par Zhurong, la première mission chinoise à atterrir sur Mars, qui a examiné le territoire d'Utopia Planitia. À presque cinquante ans après l'exploration de Viking 2, elle a permis d'acquérir des informations plus précises et détaillées grâce au développement technologique : parmi les données recueillies, figurent également celles concernant le sous-sol, où le rover a repéré seize coins irréguliers en forme de polygone, probablement composés de sol sableux et de glace martiens, avec trois côtés droits ou plus.

Un sol polygonal sous la surface de Mars créé par des cycles de gel-dégel

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Dans une étude, des chercheurs chinois dirigés par Lei Zhang du CAS Engineering Laboratory for Deep Resources Equipment and Technology à Pékin, en Chine, ont présenté les informations recueillies et analysées, concluant que ces polygones se sont formés dans le cadre de cycles répétés de gel et de dégel, provoquant des fissures dans le sol autrefois superficiel. D'autres zones de Mars ont également subi le même processus, qui aurait pu se produire pendant des milliards d'années.

Le radar de Zhurong a détecté que le sol en nid d'abeille se trouve à 35 mètres sous la surface, démontrant qu'il y a environ trois milliards d'années, des inondations ont envahi et rempli le bassin. Comprendre cela a été possible en observant les couches verticales d'Utopia Planitia lors de recherches précédentes, tandis que la nouvelle étude s'est concentrée sur les couches horizontales, grâce à l'observation du radar sur 1,9 kilomètre de terrain. Dans la reconstitution effectuée par les scientifiques, on peut observer le processus divisé en quatre phases : tout d'abord, l'humidité se déplace dans le sol, puis la glace crée un coin et, ensuite, des fissures dans le sol. Enfin, la dernière image montre le coin polygonal enfoui sous la surface.

Le vrai climat de Mars à l'origine : la planète était plus oblique qu'aujourd'hui

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Étant donné que la planète rouge abrite l'Olympus Mons, le plus grand volcan de tout le système solaire, les scientifiques ont émis l'hypothèse que le coin polygonal souterrain pourrait avoir une origine volcanique. Si l'idée que les événements cycliques de gel et de dégel ont constitué le sol polygonal était correcte, cela signifierait que le climat de Mars dans un passé lointain devait être extrêmement variable par rapport à aujourd'hui. De plus, Utopia Planitia est située à 25 degrés au-dessus de l'équateur, mais à l'époque où il y avait de l'eau, la planète aurait pu être plus inclinée qu'elle ne l'est actuellement, et par conséquent, cette région aurait pu connaître des climats et des températures considérablement différents.

De plus, les structures polygonales souterraines semblent être enfouies entre des couches de matériaux très différents, ce qui indique avec une forte probabilité que l'environnement humide qui les a générées a cessé d'exister ou qu'un phénomène géologique inconnu est survenu.
« Situé à de basses latitudes (∼25° N), le sol polygonal, qui est interprété comme ayant très probablement été formé par des fissures dues à la contraction thermique, constitue un argument convaincant en faveur de l'obliquité élevée de la première Mars. La structure souterraine avec les matériaux de couverture surplombant le sol paléo-polygonal enfoui suggère qu'il y a eu une transformation paléoclimatique importante quelque temps après », indique l'étude.

Les anciennes sources possibles d'eau et de glace sur Mars

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Ces polygones souterrains sont donc courants non seulement sur d'autres territoires martiens, mais aussi sur Terre. Pour la première fois, cependant, ils ont été trouvés à Utopia Planitia. Selon les estimations des chercheurs, le climat de la jeune planète Mars aurait pu être froid, avec de l'eau et de la glace impliquées dans les processus de gel et de dégel. Ces éléments pourraient provenir de la migration de l'humidité provoquée par l'aspiration cryogénique d'une nappe phréatique souterraine, de la diffusion de la chaleur par le dépôt de glace interstitielle ou de la neige.

Le rover Zhurong a quant à lui terminé son cycle de vie. Après une durée nominale initiale estimée à 90 sols, soit les jours martiens, un peu plus longs que ceux de la Terre, en mai 2022, il a subi un gel causé par le froid hivernal de Mars. Bien que les chercheurs s'attendaient à un réveil ultérieur, le radar n'a plus repris son fonctionnement. La prochaine mission chinoise sur Mars et sur Utopia Planitia devrait avoir lieu en 2028, mais elle n'a pas encore été officiellement confirmée. Quelles autres informations surprenantes les futures explorations martiennes pourront-elles obtenir sur l'évolution de la planète rouge ?