Un lac d’eau liquide d’environ 20 kilomètres de large a été détecté sous la surface de la planète Mars. Cette découverte publiée dans la revue Science clôt un débat qui sévit depuis 30 ans quant à l’existence d’eau liquide sur la planète rouge et renforce la possibilité d’y déceler la présence d’organismes vivants.

Les vallées, canyons, rivières et lacs asséchés que l’on observe à la surface de Mars constituent bien les traces de la présence passée d’eau liquide sur la planète, mais depuis que les scientifiques s’y intéressent de plus près, aucune masse d’eau liquide permanente n’y avait encore été trouvée. C’est à l’aide du radar MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) présent à bord de la sonde spatiale Mars Express de l’Agence spatiale européenne (ESA) que Roberto Orosei, de l’Institut national d’astrophysique de Bologne, en Italie, et ses collègues ont découvert l’existence de ce lac d’eau liquide enfoui sous 1,5 kilomètre de glace près du pôle sud de la planète.

MARSIS émet des ondes radio « qui pénètrent la calotte glaciaire et sont réfléchies aux interfaces entre différents matériaux, par exemple au contact entre la glace et la roche, des sédiments ou de l’eau liquide », explique Anja Diez, de l’Institut polaire norvégien, dans un commentaire publié aussi dans la revue Science. Or, des sondages par radio écho effectués à l’aide de radars aéroportés survolant l’Antarctique ont montré que « le signal réfléchi par une surface d’eau liquide souterraine s’avère plus brillant et de plus grande intensité que celui réfléchi par des surfaces de roche ou de sédiments ».

M. Orosei et ses collègues ont ainsi repéré parmi les ondes réfléchies par les interfaces souterraines que MARSIS a sondées, alors que Mars Express survolait la calotte glaciaire du pôle sud de Mars entre mai 2012 et décembre 2015, une surface d’environ 20 km de largeur située à 1,5 km de profondeur d’une brillance très semblable à celle détectée lors de la découverte de lacs infraglaciaires en Antarctique et au Groenland.

Les données recueillies par le radar suggèrent aussi que la température de cette eau liquide atteindrait de -10 à -20 degrés Celsius, soit une température bien inférieure à celle du point de congélation de l’eau pure. « Mais nous savons que la présence de sels de magnésium, de calcium, de sodium et de perchlorate que l’on retrouve partout sur Mars peut abaisser le point de congélation de l’eau jusqu’à -70 °C », souligne M. Orosei.

Le lac martien infraglaciaire détecté par les chercheurs italiens serait donc une véritable saumure ! Mais il ne s’agirait pas d’un phénomène géologique unique, puisque deux lacs infraglaciaires composés d’eau hypersaline ont été récemment découverts sous 600 à 800 mètres de glace au sein de la calotte glaciaire de Devon dans l’Arctique canadien, relatait la revue Science Advances en avril dernier.

Des organismes vivants pourraient-ils vivre dans une eau aussi salée et aussi froide ? « Nous ne connaissons pas encore assez bien la composition chimique de ce lac pour répondre à cette question. Mais nous savons qu’il existe des micro-organismes qui vivent dans des conditions semblables sur Terre, soit à des températures inférieures à 0 °C, et qui utilisent le sel dans leur métabolisme. On peut donc émettre l’hypothèse que des micro-organismes pourraient survivre dans un tel environnement. Mais nous devrons aller puiser un échantillon d’eau pour le confirmer », affirme M. Orosei.

« On sait que l’environnement initial de Mars a été très semblable à celui de la Terre. Toutes les deux avaient une atmosphère très dense et très riche en dioxyde de carbone et présentaient de l’eau liquide à leur surface », fait remarquer Robert Lamontagne, ancien professeur d’astronomie à l’Université de Montréal. « Sur la Terre, la vie est apparue assez rapidement. On peut imaginer que le même scénario a pu se dérouler sur Mars, mais les conditions s’y sont rapidement détériorées. Mais s’il y a eu émergence de vie microbienne précédemment sur Mars, et qu’il y a encore de l’eau liquide dans des poches souterraines, peut-être que certains de ces microbes ont réussi à s’adapter à ces nouvelles conditions », avance-t-il.

« Il se peut que ce réservoir d’eau que nous avons découvert ait toujours existé sur Mars, commente M. Orosei. Nous savons que le climat de Mars a subi des changements draconiens au cours de son histoire. Il y a 3,5 milliards d’années, Mars possédait un climat beaucoup plus chaud et une atmosphère qui a permis à l’eau de couler et de s’accumuler à sa surface. Puis, le climat a changé, la planète a perdu son atmosphère, ce qui a entraîné la disparition de l’eau de surface et l’instauration d’un désert froid et sec. Si nous découvrons d’autres lacs d’eau liquide infraglaciaires dans d’autres régions, nous pourrons confirmer que de l’eau liquide a été présente tout au long de l’histoire de la planète. » Pour le moment, l’équipe de M. Orosei ne dispose pas de données suffisantes pour affirmer qu’il existe de l’eau ailleurs dans le sous-sol de Mars.

Pour M. Lamontagne, « cette découverte ajoute un élément additionnel à notre connaissance de Mars ». « Les traces géologiques à la surface de la planète, telles que des lacs et des rivières asséchés et des couches sédimentaires, nous indiquent que l’eau a bel et bien été présente par le passé. Mars Express a révélé dès 2003 la présence d’eau gelée au pôle sud. En 2008, la sonde Phoenix qui s’est posée à la surface de Mars a aussi décelé de l’eau gelée dans le sable couvrant le sol martien. La sonde Mars Reconnaissance Orbiter a permis de voir des traînées sombres qui s’écoulaient sur les flancs des cratères pendant les étés martiens qui seraient une sorte de saumure. Autant d’observations indiquant l’existence d’eau sur cette planète », rappelle-t-il.

« De plus, ce lac possède des équivalents terrestres dans l’Antarctique. Cette découverte ajoute une nouvelle similitude entre la Terre et Mars ! » Chose certaine, « ce réservoir d’eau qui n’est probablement pas le seul sera d’une grande utilité pour les humains qui iront explorer Mars ! » ajoute-t-il.