En 1971, les données de la sonde Mariner 9 ont détecté pour la première fois de la glace provenant du pôle sud de Mars, déclenchant un débat de 50 ans sur la question de savoir si la glace coule ou non.
Chaque fois qu’une interprétation du flux émergeait, elle était rapidement écartée par de nouvelles observations. Depuis 50 ans, les chercheurs peinent à expliquer cette glace immobile.
Aujourd’hui, un nouvel article dirigé par Isaac Smith, scientifique principal du Planetary Science Institute (PSI), apporte une réponse : la glace, qui est constituée de couches variables de matériau, peut être maintenue en place par ces couches.
Les images haute résolution des calottes polaires de Mars révèlent des structures en couches complexes. Ces calottes ont entre 2 et 3 km d’épaisseur et s’étendent sur plus de 1 000 kilomètres le long des pôles martiens. Ces calottes polaires sont composées principalement de glace d’eau. Sous la glace se trouve un paysage complexe composé de pentes abruptes et de falaises.
Les chercheurs s’attendaient à ce que les flux de glace puissent atteindre des vitesses allant jusqu’à 1 mètre par an dans ces régions, et même les prévisions de débit les plus modestes prévoient des débits de 10 centimètres par an. Cette vitesse de mouvement serait visible sur les images prises sur une courte période par les missions modernes, avec leur capacité à résoudre des caractéristiques aussi petites que 1,2 à 2,4 mètres. Un écoulement de longue durée devrait également être visible dans d’autres éléments tels que les moraines (ou amas de débris), les dépressions dans les falaises gelées et la déformation des couches. Rien de tout cela n’est visible nulle part sur aucune des calottes polaires.
Compte tenu du manque d’observations soutenant l’écoulement des glaces, comme le dit Smith dans une déclaration, « la question devient alors : pourquoi la glace se déplace-t-elle plus lentement que prévu et à quelle vitesse ? Nous avons une limite supérieure, testons donc quelques hypothèses. Dans mon article, j’ai examiné quatre hypothèses pour voir si elles pouvaient ralentir la glace.”
COMME LES BISCUITS OREO
Dans un nouvel article publié dans la revue Icarus, Smith effectue des calculs complexes pour quatre scénarios différents : 1) la glace est trop froide pour bouger, 2) les impuretés contenues dans la glace la ralentissent, 3) son mélange homogène de matériaux ralentit l’écoulement, 4) la glace est disposée en couches de manière à la ralentir de manière unique jusqu’à atteindre un débit incommensurable. Même si les quatre idées semblaient possibles, les modèles mathématiques ont montré que dans les trois premiers cas, la glace aurait quand même dû bouger de manière observable et laisser des traces derrière elle. Ce n’est que dans le dernier modèle de paysage en couches que la glace a été fixée.
“Les couches sont similaires à celles utilisées pour fabriquer des guimauves ou des Oreos : des couches rigides avec des couches douces entre les deux. Si vous empilez suffisamment d’Oreos les uns sur les autres et que vous appuyez, il y aura un certain écoulement, mais pas autant que si vous aviez un mélange à biscuits Oreo haché », explique Smith. “Le modèle en couches peut ralentir les choses de plusieurs ordres de grandeur, suffisamment pour correspondre aux mouvements observés (ou à leur absence).”
À mesure que nous construisons des modèles qui nous permettent de comprendre la diversité des glaciers de notre système solaire, nous commençons à voir comment la physique peut être la même partout, mais des conditions locales spécifiques font que les choses agissent très différemment. Il est facile d’imaginer Mars comme la Terre, et c’était peut-être le cas autrefois, mais depuis environ un milliard d’années, Mars a connu un climat unique et rigoureux qui nous laisse des caractéristiques très différentes de celles de la Terre.
“Depuis Percival Lowell, les chercheurs se sont penchés sur les calottes glaciaires polaires de Mars. Lowell a même envisagé la glace et les canaux pour aider les personnes vivant sur Mars”, explique Smith, faisant référence aux travaux de Lowell au tournant du XIXe siècle et au début du XXe siècle.
“Nous devons comprendre les principes physiques de base avant de pouvoir en dire davantage sur ce qui se passe sur d’autres planètes. C’est assez ésotérique, très peu de gens s’intéressent à la dynamique des calottes glaciaires sur d’autres planètes, mais beaucoup plus de gens s’y intéressent. L’histoire de la glace sur Mars est intéressante. Sans le bon contexte, nous pouvons nous tromper pendant des décennies. Pour bien faire les choses, il faut savoir quels processus sont actifs et lesquels ne le sont pas. Je pense que cet article nous rapproche beaucoup plus de la compréhension du comportement de la glace sur Mars. comme il le fait, comme il le fait sans bouger”, ajoute-t-il.
