Les couches stratifiées des calottes polaires sont une des formations les plus fascinantes de la géologie martienne. D'abord par la délicatesse et la régularité de leur dessin, et par la beauté des paysages qu'elles laissent imaginer ! Mais surtout par les questions que pose leur formation, et le potentiel qu'elles représentent pour la connaissance de l'histoire récente du climat martien et la compréhension des facteurs qui régissent son évolution.

Les couches polaires, vues par Viking (doc.NASA)…	… " de plus près " par MGS (doc.MSSS)…
…encore plus près ! (doc.MSSS)

Dès leur découverte, il y a plus de 30 ans, par le premier cartographe spatial de la planète, Mariner 9, on a généralement admis que l'origine de leur différenciation résidait dans des variations séculaires des conditions climatiques (teneur moyenne en poussière, pression, ensoleillement). L'alternance de couches plus ou moins claires - et plus ou moins résistantes à l'érosion - résulterait ainsi d'une teneur en poussière variable des dépôts de givre au cours des temps. Sur Terre, un phénomène analogue a été étudié de façon approfondie en forant les glaces de l'Antarctique et du Groenland ; on ici aussi constaté des variations cycliques de la composition de la glace, traces des variations du climat de notre planète.

La fin de la dernière période glaciaire ne remonte qu'à 12 000 ans ; et aujourd'hui on assiste à un réchauffement préoccupant dû à l'activité humaine : on comprend l'importance vitale qu'il y a à élucider avec précision les mécanismes complexes qui régissent ces évolutions ! Parmi ceux-ci, les variations lentes et cycliques des caractéristiques du mouvement des planètes, principalement l'excentricité de leur orbite (déformation par rapport à un cercle parfait) et l'inclinaison de l'axe des pôles, ont été identifiées comme des facteurs influents. Etant capable de calculer leur évolution dans le temps, on a modélisé leur influence correspondante sur le climat, modélisation qui a été correctement vérifiée dans le cas de la Terre, à l'aide en particulier de l'analyse des carottes glaciaires.

Certes, pas question, pour l'instant, de prélever des échantillons de glace polaire sur Mars ! Par contre, grâce aux prises de vue à très haute résolution (moins de 2 m) de Mars Global Surveyor, et du fait que les couches ont eu le bon goût de s'exposer à nos yeux en plateaux successifs, grâce aux effets de l'érosion, on a pu dresser une " cartographie " très fine de leur plus ou moins grande clarté (albedo). Les scientifiques ont identifié là une opportunité exceptionnelle de vérifier la validité de leur modèle, en l'appliquant au cas de Mars. Un bel exemple de planétologie comparée, et dans un domaine particulièrement important pour l'humanité !

Il leur fallait pour cela démontrer qu'il existait une corrélation entre l'éclairement solaire aux pôles au cours des temps et la luminosité des couches. Eh ! bien, après quelques corrections pour tenir compte de la topographie, et en faisant l'hypothèse - simplificatrice mais raisonnable - que la vitesse de dépôt est restée en moyenne constante au cours des temps, ils sont parvenus à une excellente corrélation ! Ce résultat est capital, car il valide à la fois la théorie de l'influence des paramètres orbitaux sur le climat et le modèle élaboré par les chercheurs pour en rendre compte. Par surcroît, ces observations permettent de dater les fameux dépôts, en se référant aux périodes de temps calculées pour les cycles astronomiques. Ainsi, on a pu déterminer que les 350 derniers mètres se sont déposés au cours du dernier million d'années ; il se confirme bien qu'il s'agit là de formations géologiquement récentes.

Bien entendu, le jour où des explorateurs humains pourront recueillir des échantillons de glace sur les pages successives de ces véritables livres d'histoire, nos connaissances seront considérablement affinées. Il sera alors possible de procéder à des mesures quantitatives et de retracer, en particulier, l'évolution de l'atmosphère martienne. Et pour cela, même pas besoin de forer à des centaines de mètres de profondeur…

Ces travaux remarquables ont fait l'objet d'une publication récente dans la prestigieuse revue Nature, signée par Jack Mustard, de la Brown University (USA), Jacques Laskar et Benjamin Levrard, deux scientifiques français (Astronomie et Systèmes Dynamiques, Paris).

Page d'accueil PLANETE MARS