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Sur Mars, la chaleur interne a peut-être alimenté des points chauds habitables il y a longtemps

Le sous-sol martien était peut-être habitable il y a des milliards d’années, même si la surface de la planète était un terrain vague sec et glacial.

Mars a probablement produit suffisamment de chaleur géothermique dans le passé antique pour faire fondre les bases d’épaisses calottes glaciaires, générant de grandes quantités d’eau souterraine potentiellement vitales, suggère une nouvelle étude.

Les résultats pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre un mystère vieux de plusieurs décennies connu sous le nom de faible jeune paradoxe du soleil. Il y a quatre milliards d’années, le soleil était environ 30% plus faible qu’aujourd’hui – trop faible, apparemment, pour supporter un Mars continuellement chaud et humide. Pourtant, les preuves de l’eau liquide à cette époque abondent; De la NASA Curiosité du rover sur Mars, par exemple, a passé les huit dernières années à explorer un ancien système de lacs et de ruisseaux. D’où le paradoxe.

L’eau sur Mars: L’exploration et l’évidence

« Même si les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau sont pompés Ambiance martienne dans les simulations informatiques, les modèles climatiques ont encore du mal à soutenir un Mars chaud et humide à long terme », a déclaré l’auteur principal de l’étude Lujendra Ojha, professeur adjoint à l’Université Rutgers-Nouveau-Brunswick dans le New Jersey, dans un communiqué.

« Mes co-auteurs et moi-même proposons que le faible paradoxe du jeune soleil puisse être réconcilié, au moins en partie, si Mars avait une chaleur géothermique élevée dans son passé », a déclaré Ojha.

Lui et ses collègues ont enquêté pour savoir si la chaleur interne requise – générée par la désintégration radioactive d’éléments tels que le thorium, le potassium et l’uranium – a effectivement coulé pendant l’ère noachienne de Mars, qui a duré environ 4,1 milliards à 3,7 milliards d’années. Les chercheurs ont concentré leur attention sur les hauts plateaux du sud martien, une région qui abritait probablement de grandes calottes glaciaires à l’époque.

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L’équipe a modélisé l’épaisseur, le comportement et l’évolution de ces calottes glaciaires à l’aide de divers ensembles de données, y compris des observations de la NASA. Orbiteur Mars Odyssey, qui étudie la planète rouge depuis 2001. Odyssey est équipé d’un spectromètre gamma, qui a permis aux scientifiques de cartographier l’abondance de thorium et de potassium dans la croûte martienne.

Les chercheurs ont déterminé que la chaleur provenant du manteau et de la croûte martiens aurait probablement été suffisante pour faire fondre les couches inférieures des épaisses calottes glaciaires il y a longtemps, créant des environnements potentiellement habitables sous terre, quelles que soient les conditions à la surface de la planète.

À quoi ressemblait la surface noachienne – principalement chaude et humide ou principalement froide et sèche, avec des jets de fonte intermittente – reste un sujet de débat considérable. Mais il est largement admis que Mars a radicalement changé peu de temps après cette ère. La planète a perdu son champ magnétique mondial, laissant son atmosphère autrefois épaisse vulnérable aux décapage par le vent solaire. Un tel décapage a laissé la surface martienne froide, sèche, explosée par les radiations et apparemment inhabitable, du moins pour une vie semblable à la Terre.

Mais des poches d’eau souterraine ont probablement persisté, bien qu’elles se soient probablement retirées à des profondeurs de plus en plus grandes à mesure que la surface se desséchait. Certains d’entre eux Aquifères martiens peut même avoir survécu jusqu’à nos jours.

«À de telles profondeurs, la vie aurait pu être entretenue par l’activité hydrothermale et les réactions roches-eau», a déclaré Ojha dans le même communiqué. « Ainsi, le sous-sol peut représenter l’environnement habitable le plus long sur Mars. »

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La nouvelle étude, qui a été publiée en ligne aujourd’hui (2 décembre) dans la revue Progrès scientifiques, pourrait avoir des applications au-delà de la planète rouge. Par exemple, le faible paradoxe du jeune soleil complique notre compréhension de l’émergence de la vie sur la Terre primitive, a noté Ojha. La chaleur radiogénique a peut-être joué un rôle important dans la construction de notre planète il y a longtemps, a-t-il déclaré.

Un raisonnement similaire pourrait également s’appliquer aux exoplanètes. Par exemple, certains mondes extraterrestres qui semblent orbiter trop loin de leur étoile hôte pour soutenir la vie peuvent en fait être habitables « par leur propre mérite, par leur propre génération de chaleur radioactive », a déclaré Ojha à 45secondes.fr.

Les nouveaux résultats ne résolvent pas complètement le faible paradoxe du jeune soleil: « C’est au mieux une solution partielle », a déclaré Ojha. Il a également souligné que les nombres de flux de chaleur que lui et son équipe ont obtenus sont quelque peu incertains, étant donné qu’ils proviennent d’abondances élémentaires. Les chercheurs adoreraient extrapoler à rebours à partir des mesures réelles du flux de chaleur sous la surface martienne, a-t-il déclaré, mais aucune donnée de ce type n’est disponible.

L’atterrisseur InSight Mars de la NASA, qui a atterri en novembre 2018, transporte un instrument capable de recueillir de telles informations – une sonde de chaleur creusante surnommée «la taupe», conçue pour atteindre au moins 3 mètres sous terre. Jusqu’à présent, cependant, le sol martien a bloqué les efforts de la taupe, en gardant la petite pelleteuse collée à la surface ou juste en dessous.

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Mike Wall est l’auteur de « Là-bas« (Grand Central Publishing, 2018; illustré par Karl Tate), un livre sur la recherche de la vie extraterrestre. Suivez-le sur Twitter @michaeldwall. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom ou Facebook.

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