Où se trouvait l'océan martien ? - Les figures de l'espace

Dès les années 1970, l’étude de la topographie de la surface de Mars montra qu’un océan aurait pu exister sur la planète rouge. Par la suite, les observations satellitaires ainsi que les analyses des rovers martiens confirmèrent la présence d’eau liquide datant de plusieurs milliards d’années. Depuis, de nombreux modèles tentent de reconstituer ce paysage martien primitif. La plupart des études se basent sur l’observation de potentielles lignes de rivage, similaires à celles observées sur Terre. Cependant, une étude récente menée par Abdallah Zaki et Michael Lamb a montré l’existence de potentiels plateaux continentaux sur Mars qui seraient de meilleurs indicateurs pour étudier la présence d’un océan martien.

Un océan sur Mars ?

Avec l’arrivée sur Mars des premières sondes Mariner et Viking dans les années 1970 et 1980, les scientifiques ont constaté une dichotomie entre l’hémisphère nord et l’hémisphère sud de la planète. En effet, l’hémisphère se constitue en grande partie d’un immense bassin plat. Ce dernier est beaucoup moins cratérisé que la partie sud et est également plus bas. Ce paysage septentrional fut rapidement interprété comme la signature d’un océan disparu.

L’atmosphère actuelle de Mars ne permet pas d’avoir de l’eau liquide stable. Cependant, la planète n’est pas totalement asséchée. L’eau existe aujourd’hui sur Mars sous forme de glace ou de gaz dans l’atmosphère. On en trouve notamment dans les calottes polaires ainsi qu’au fond de certains cratères. De plus, la température de Mars pouvant varier de -140°C à 20°C, une partie de cette glace fond durant l’été. L’atmosphère martienne étant en moyenne 160 fois moins dense que celle de la Terre, l’eau passe quasi immédiatement de l’état solide à l’état gazeux, et inversement.

Cependant, durant le Noachien (la première ère géologique martienne qui se termina il y a plus de 3,5 milliards d’années), Mars aurait eu une atmosphère bien plus dense. En effet, le champ magnétique présent à l’époque aurait pu protéger l’atmosphère et permettre ainsi d’avoir de l’eau liquide. Lorsque ce champ magnétique s’est arrêté, le vent solaire aurait alors soufflé une grande partie de l’atmosphère. L’océan présent à l’époque se serait alors évaporé puis dispersé avec la perte d’atmosphère.

*Photographie de Mars prise par la sonde Mars Express montrant la limite entre les deux hémisphères. © ESA/DLR/FU Berlin*

Les preuves d’un océan martien

Cependant, la dichotomie entre les deux hémisphères ne suffit pas à prouver l’existence d’un océan primitif sur Mars. Dans les années 2000, de nouvelles sondes ont photographié la surface de Mars avec une meilleure précision. Elles ont ainsi mis en évidence des structures plus petites similaires à ce qu’on observe sur Terre. Notamment des traces qui ressemblent fortement au réseau hydrographique terrestre. Cela serait la preuve de la présence d’anciens cours d’eau se jetant dans l’océan. De plus, des recherches récentes ont montré que la forme de certains cratères de l’hémisphère nord serait caractéristique de l’impact d’une météorite sur un océan.

Malheureusement, les basses terres de l’hémisphère nord ont subi d’importantes modifications en plus de 3 milliards d’années à cause des dépôts volcaniques et glaciaires. Il est donc complexe d’observer des vestiges d’un océan dans cette zone. C’est pourquoi les observations satellites ainsi que certains rovers se sont concentrés sur les potentiels rivages. En se promenant dans le cratère de Gale, un cratère d’impact situé à la frontière entre les deux hémisphères, le rover Curiosity, lancé en 2012 et toujours actif aujourd’hui, a notamment pu observer et analyser des dépôts argileux contenant des sels se formant normalement au contact de l’eau sur de longues périodes géologiques. Ces résultats montreraient ainsi que ce cratère aurait abrité un lac par le passé.

Photographie prise dans le cratère de Gale par Curiosity. © NASA/JPL-Caltech/MSSS/ASU

Où se trouvait l’océan sur Mars ?

Bien que tous ces résultats ne prouvent pas à 100% que Mars ait eu un océan dans sa jeunesse, certaines recherches avançant que les conditions de température et de pression de l’époque ne permettaient pas de maintenir de l’eau liquide à la surface de Mars, la majeure partie de la communauté scientifique est favorable à cette hypothèse. Ainsi, plusieurs recherches essayent de définir la position exacte de cet océan.

Les premières recherches se sont, logiquement, intéressées à la limite entre les deux hémisphères qui pourrait représenter le rivage de l’océan. Malheureusement, l’érosion et la déformation du paysage au fil du temps rendent quasi impossible l’étude détaillée de cette ligne de rivage. Une étude menée par Abdallah Zaki et Michael Lamb en 2026 s’est donc intéressée à un potentiel plateau continental. En effet, ces plateaux se forment sur Terre par la sédimentation fluviale et le biseautage (le va-et-vient) des vagues.

En recherchant sur Mars des structures similaires à celles présentes sur Terre, les deux chercheurs ont observé une zone relativement plane entre environ −1 800 m et −3 800 m d’altitude, pouvant correspondre à un plateau continental martien partiellement préservé. Mars n’ayant pas d’océan, le niveau 0 est fixé à l’altitude où la pression atmosphérique moyenne est de 610 Pa. Ce plateau continental est un indicateur supplémentaire de la présence passée d’un océan martien.