Des chercheurs ont découvert que Mars émerge d’une période glaciaire, ce qui pourrait faire la lumière sur les climats passés et futurs de la planète rouge et de la Terre.

L’orbite de Mars subit régulièrement des changements qui affectent grandement la quantité de lumière du soleil qui atteint la surface de la planète, ce qui à son tour peut fortement modifier son climat. Des variations orbitales similaires, appelées cycles de Milanković, se produisent également sur Terre.

De précédents modèles climatiques martiens ont suggéré que ces changements orbitaux pourraient conduire à des périodes de glaciation, lorsque la glace couvre la majeure partie de la planète. Et c’est des preuves de ces glaciations sur Mars que des scientifiques ont trouvées.

Une illustration de ce à quoi Mars aurait pu ressembler pendant une période glaciaire, il y a entre 2,1 millions et il y a 400 000 ans, quand l’inclinaison axiale de Mars est censé avoir été beaucoup plus grande qu’aujourd’hui. (Nature/ Wikimedia)

Alors que les glaciations sur Terre impliquent un agrandissement des calottes polaires, de précédents modèles suggéraient qu’une glaciation martienne impliquerait la diminution de ses calottes polaires. Pendant ce temps, sur la planète rouge, les glaciers aux latitudes moyennes, loin des pôles, se développeraient. Au cours des périodes interglaciaires, entre les glaciations, la glace s’accumulerait rapidement au niveau des pôles, alors que les glaciers aux latitudes moyennes s’éroderaient.

La raison en est que Mars “bascule” (obliquité) plus que la Terre, ce qui permet aux pôles de la planète rouge de recevoir davantage de lumière solaire directe, qu’aux latitudes moyennes, ce qui donne de plus longues journées d’été avec des températures plus élevées, selon l’auteur principal de l’étude, Isaac Smith, un scientifique planétaire au Southwest Research Institute (Colorado) et à l’Institut des sciences planétaires (Arizona).

Pour chercher des preuves de ces différentes périodes glaciaires, les scientifiques ont examiné les analyses radar des calottes polaires de Mars prises par la sonde spatiale Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Les chercheurs se sont concentrés sur les couches étendues de glace au pôle Nord, car celles de la calotte polaire du sud sont beaucoup moins étendues.

Ils ont détecté plusieurs signes d’une période glaciaire et d’une période interglaciaire dans la calotte polaire nord. Par exemple, ces périodes engendreraient des groupes de couches de glace qui seraient, respectivement, relativement minces et épaisses, au niveau des pôles martiens. Voilà ce que les chercheurs ont découvert dans les données. En outre, comme la glace s’érode, des creux en spirale et d’autres caractéristiques distinctes peuvent apparaitre dans la glace et les scientifiques ont constaté que les mouvements de ces creux en spirale peuvent parfois brusquement s’agrandir, inverser leur direction ou être complètement enterrés, prouvant l’accumulation de glace et donc de changements dans le climat. (<- Image d’entête, clic pour agrandir, présente des caractéristiques en spirale qui ont été utilisées pour interpréter le signal climatique de la période glaciaire et de sa retraite. Mosaïque d’images obtenues par la sonde Mars Express. (ESA / DLR / FU Berlin / Ralf Jaumann))

Une coupe transversale en 2D de la calotte polaire de glace Nord, comme vu par l’un des radars de la sonde MRO. Les premiers 100 à 300 mètres de glace sont la preuve de changements entre une période glaciaire et des périodes interglaciaires. (Fritz Foss / Nathaniel Putzig)

Les chercheurs suggèrent que Mars a récemment émergé d’une période glaciaire et que la glace a commencé à se retirer il y a environ 370 000 ans. Depuis lors, les scientifiques ont estimé que près de 87 000 kilomètres cubes de glace se sont accumulés au niveau des pôles de Mars, assez pour couvrir cette planète sous 60 centimètres de glace. La plupart de celle-ci s’étant accumulée au niveau du pôle Nord martien.

Ces résultats pourraient aider à affiner les modèles climatiques martiens, ainsi que ceux du climat de la Terre.

Selon Smith :

Mars est pertinente pour la Terre, car elle a les mêmes processus en cours, à savoir les cycles de Milankovitch. Mars sert de laboratoire simplifié pour tester les modèles climatiques et des scénarios, sans océans et biologie, que l’on peut ensuite utiliser pour mieux comprendre les systèmes terrestres.

Les chercheurs ne savent pas encore parfaitement avec quelle périodicité ces évènements se produisent. Ils veulent maintenant examiner les parties inférieures de la calotte glaciaire polaire nord pour trouver des preuves de précédentes glaciations.

L’étude publiée dans Science : An ice age recorded in the polar deposits of Mars et annoncée sur le site du Southwest Research Institute : SwRI scientists discover evidence of ice age at martian north pole.