Mars était une planète riche en eau. Aujourd’hui, elle est poussiéreuse, sèche et désolée, et toute eau à sa surface est gelée. Une étude explique pourquoi.
Bien que les scientifiques aient trouvé d’abondantes preuves de la présence d’eau dans l’histoire ancienne de Mars, la planète rouge reste un endroit sec, sans eau et inhospitalier. Une nouvelle étude réalisée par une équipe de l’université de Washington à St Louis suggère que l’absence d’eau sur Mars pourrait être due à cette différence de taille. Mars serait tout simplement trop petite.
Le diamètre de Mars ne représente que 53 % de celui de la Terre (un peu plus de la moitié), ce qui empêcherait Mars de conserver les substances volatiles que nous savons indispensables à la vie, comme l’eau, rapporte ScienceAlert.
Le passage d’une planète relativement humide à une planète sèche est un sujet qui a occupé les scientifiques, qui ont proposé de nombreuses explications possibles, notamment un affaiblissement du champ magnétique de Mars qui aurait pu entraîner la perte d’une épaisse atmosphère.
Cependant, d’autres facteurs peuvent également jouer un rôle dans la rétention des volatiles, comme la gravité de la surface d’un corps cosmique.
Seuil de taille nécessaire pour stocker suffisamment d’eau
« Le sort de Mars a été décidé dès le début », déclare le planétologue Kun Wang, de l’université Washington à St Louis.
« Il est probable qu’il existe un seuil dans la taille requise pour que les planètes rocheuses conservent suffisamment d’eau pour permettre l’habitabilité et la tectonique des plaques, avec une masse supérieure à celle de Mars », ajoute-t-il.
En utilisant des isotopes stables du potassium (K), l’équipe de recherche a estimé la présence, la distribution et l’abondance des éléments volatils sur différents corps planétaires. Les scientifiques ont choisi le potassium parce que c’est un élément modérément volatil, mais ils l’ont utilisé comme traceur pour des éléments et des composés plus volatils, comme l’eau.
Contrairement aux tentatives précédentes, qui utilisaient les rapports potassium/thorium (Th) recueillis par télédétection et analyse chimique, cette nouvelle méthode est entièrement nouvelle pour déterminer la quantité de substances volatiles présentes sur Mars.
Analyse de 20 météorites martiennes
L’équipe a mesuré les compositions isotopiques du potassium de 20 météorites martiennes précédemment confirmées. Grâce à cette méthode, ils ont découvert que Mars avait perdu plus de potassium et d’autres substances volatiles que la Terre au cours de sa formation, mais qu’elle en avait conservé davantage que la Lune et l’astéroïde 4-Vesta, deux corps beaucoup plus petits et plus secs que la Terre et Mars.
« La raison pour laquelle l’abondance des substances volatiles et de leurs composés est tellement plus faible dans les planètes différenciées que dans les premières météorites indifférenciées est une question qui se pose depuis longtemps », explique Katharina Lodders, spécialiste des sciences planétaires à l’université de Washington.
« La mise en évidence de la corrélation entre les compositions isotopiques du potassium et la gravité planétaire est une découverte inédite qui a des implications quantitatives importantes pour savoir quand et comment les planètes différenciées ont reçu et perdu leurs volatiles. »
La vie sur d’autres planètes dans les « zones habitables ».
Les chercheurs ont également noté que ces résultats ont des implications pour la recherche de la vie sur d’autres planètes que Mars.
L’un des facteurs qui influencent la présence d’eau liquide à la surface d’une planète est sa température, qui est liée à sa proximité avec l’étoile hôte. Cette mesure de la distance à l’étoile est souvent prise en compte dans les indices de « zone habitable » autour des étoiles.
Selon les chercheurs, parmi les planètes trouvées dans les zones habitables, il faudrait alors accorder plus d’importance à la taille de la planète et la prendre systématiquement en compte lorsqu’on examine si une exoplanète peut abriter la vie.
« Ces résultats guideront les astronomes dans leur recherche d’exoplanètes habitables dans d’autres systèmes solaires », explique Klaus Mezger, du Centre pour l’espace et l’habitabilité de l’université de Berne, en Suisse, qui a cosigné l’étude.
« La taille d’une exoplanète est l’un des paramètres les plus faciles à déterminer », ajoute son collègue Wang. « Sur la base de la taille et de la masse, nous savons maintenant si une exoplanète est un candidat à la vie.
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