27/05/2016

Mars : Un âge glaciaire enregistré dans ses calottes polaires


Des mesures radar des pôles de Mars mettent en évidence des changements climatiques sur la planète rouge de type glaciation/déglaciation.  Le dernier âge glaciaire martien remonterait à 370000 ans.




C’est en utilisant l’instrument Shallow Radar (SHARAD) de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) que l’équipe menée par Isaac Smith (Planetary Science Institute, Tucson) a réussi à déterminer la structure des calottes polaires de Mars. Ils observent différentes couches superposées qui permettent de remonter aux processus d’accumulation et d’érosion de cette glace. Du fait d’oscillations de son obliquité, de son périhélie et de son excentricité, Mars connaît d’importantes variations de distance et d’inclinaison par rapport au Soleil et des saisons très marquées. Mais la planète rouge est également l’objet de variations climatiques de très long terme, avec de véritables périodes glaciaires séparées par des périodes interglaciaires. Ce que montrent Isaac Smith et ses collègues, c’est que Mars est aujourd’hui en période interglaciaire et que durant une telle période, les calottes polaires grossissent, surtout celle du pôle nord, alors que lors d’une période glaciaire, les calottes maigrissent et c’est alors la presque totalité de Mars qui se retrouve recouverte de glace.

Les chercheurs montrent que les calottes martiennes ont accumulé depuis la fin de la dernière période glaciaire, pas moins de 87 000 km3 de glace, ce qui correspond à une épaisseur de 60 cm si elle recouvrait toute la surface de Mars. Précisons que la calotte du pôle nord fait actuellement une épaisseur d’environ 2000 m… Les âges glaciaires de Mars apparaissent ainsi, d’une manière contre-intuitive, quand ses pôles sont plus chauds et quand la glace se retrouve plus stable aux basses latitudes où elle peut s’accumuler en sous-sol et former des glaciers. La transition entre accumulation de glace et érosion laisse derrière elle des traces sur le terrain, qui peuvent être observées sur la surface par des instruments optiques et en sous-sol par des instruments radar comme le SHARAD de MRO.

Les spécialistes estiment que la glace du pôle nord martien s’est accumulée depuis au moins les 4 derniers millions d’années. Les analyses stratigraphiques effectuées sur les deux pôles par SHARAD indiquent que le vent devait jouer un rôle important dans les accumulations de glace et de poussières. Et à partir des radargrammes obtenus, Smith et ses collaborateurs observent des modifications simultanées dans les propriétés des différentes couches de glace sur toute la zone de la calotte polaire nord. Cela suggère l’existence d’un changement climatique global, qui peut être daté.
Par ailleurs, les deux calottes polaires de Mars ne sont pas à la même enseigne car sur les 87 000 km3 de glace accumulées, la calotte nord en prend 80 000 à elle toute seule, soit 92%.
La découverte d’un changement climatique sur Mars, observable grâce aux dépôts de glace en couches de son pôle nord n’est pas tout à fait inattendue. Les modèles climatiques martiens prédisent un tel processus, avec une accumulation aux pôles lors des périodes interglaciaires dus à des variations d’obliquité de la planète rouge (et blanche). Ces modèles prédisent qu’une épaisseur de 300 m de glace a dû s’accumuler au pôle depuis les derniers 400 000 ans. Les mesures de Smith et al. donnent une valeur de 320 m en 370 000 ans. Pas mal…

Les observations viennent donc renforcer les modèles climatiques martiens en montrant que Mars se trouve bien à la fin d’une période glaciaire, ses calottes polaires grossissant rapidement au détriment de la glace présente aux plus basses latitudes. Les planétologues américains parviennent même à dire que la calotte du pôle nord de Mars s’est constituée au cours de quatre périodes climatiques distinctes, remontant à au moins plusieurs millions d’années.

En levant les yeux vers le ciel, nos lointains ancêtres préhistoriques n’avaient peut-être pas la chance de voir une belle planète bien rouge comme aujourd’hui…

Source :
An ice age recorded in the polar deposits of Mars
I.B. Smith et al.
Science  27 May 2016: Vol. 352, Issue 6289, pp. 1075-1078
http://dx.doi.org/10.1126/science.aad6968

Images :
(1) Calotte polaire Nord de Mars, imagée avec la High Resolution Stereo Camera de la sonde Mars Express de l'ESA, montrant des structures en spirale caractéristiques de mouvements d'avance et de retrait (ESA / DLR / FU-Berlin / Ralf Jaumann).

(2) Simulation de l'aspect qu'aurait Mars durant l'âge glaciaire (NASA/JPL)