Bonne nouvelle pour la vie : les rivières de Mars ont coulé pendant de longues périodes il y a longtemps
Certaines rivières de l’ancienne Mars coulaient sur des étendues suffisamment longues pour créer des environnements habitables de bonne foi sur la planète rouge, selon une nouvelle étude.
Une nouvelle technique développée par des géologues du Massachusetts Institute of Technology (MIT) utilise l’imagerie satellite pour étudier les rivières extraterrestres, leur débit et la façon dont elles déplacent les fluides et les sédiments à la surface de leurs mondes d’origine. Seuls deux autres mondes du système solaire sont connus pour avoir abrité des rivières : Mars, où l’eau coulait il y a des milliards d’années, et Titan, la lune de Saturne, où coulent encore aujourd’hui des rivières de méthane.
L’équipe du MIT a appliqué la technique pour calculer la vitesse et la profondeur des rivières dans certaines régions de Mars dans un passé lointain. Ils ont découvert que les rivières ont peut-être coulé pendant au moins 100 000 ans à Gale Crater et pendant au moins 1 million d’années à Jezero Crater, les régions actuellement étudiées par les rovers Curiosity et Perseverance de la NASA, respectivement. C’est potentiellement assez long pour permettre le développement et le soutien de la vie, ont déclaré les membres de l’équipe d’étude.
L’équipe a ensuite appliqué le même processus à Titan, faisant des estimations similaires malgré l’atmosphère épaisse de la plus grande lune de Saturne et sa plus grande distance de la Terre.
« Ce qui est excitant avec Titan, c’est qu’il est actif. Avec cette technique, nous avons une méthode pour faire de vraies prédictions pour un endroit où nous n’obtiendrons pas plus de données pendant longtemps », a déclaré Taylor Perron, membre de l’équipe et professeur au département de MIT. Sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes, a déclaré dans un communiqué. « Et sur Mars, cela nous donne une machine à remonter le temps pour prendre les rivières qui sont mortes maintenant et avoir une idée de ce à quoi elles ressemblaient quand elles coulaient activement. »
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L’équipe a été inspirée pour développer la nouvelle technique lorsqu’elle a été intriguée par les images des rivières de Titan capturées par le vaisseau spatial Cassini de la NASA.
Ces images ont démontré un curieux manque de deltas en forme d’éventail à l’embouchure de la plupart des rivières de la lune, comme on en trouve à l’embouchure de nombreuses rivières ici sur Terre. Ces deltas sont constitués de sédiments transportés par les fleuves. Leur absence sur Titan aurait pu indiquer que les rivières d’hydrocarbures sur la lune de Saturne ne coulent pas avec suffisamment de force pour transporter les sédiments, ou que les sédiments sont par ailleurs absents des débits fluviaux.
Pour déterminer si tel est le cas, l’équipe a adapté des équations qui relient des paramètres physiques tels que la largeur, la profondeur et la pente de la rivière au débit tout en tenant compte de variables telles que la gravité agissant sur la rivière et la taille et la densité des sédiments poussés. le lit de la rivière.
« Cela signifie que les rivières de gravité et de matériaux différents devraient suivre des relations similaires », a expliqué Perron. « Cela a ouvert la possibilité d’appliquer cela à d’autres planètes également. »
Suivre le courant sur Mars
Lorsque la nouvelle technique est utilisée ici sur Terre, les géologues peuvent effectuer des mesures des caractéristiques de la rivière requises par ces équations pour prédire avec précision le débit d’une rivière ou la quantité d’eau et de sédiments qu’elle peut déplacer en aval.
Bien sûr, cela devient instantanément plus difficile lors de l’étude des rivières hors du monde, avec ces données limitées à la fois pour Mars et Titan. Des données ont été recueillies à partir de Mars par des satellites, y compris des images et des estimations d’élévation, avec de multiples missions en orbite capturant des images haute résolution de la planète, mais de telles observations de Titan sont rares.
Samuel Birch, membre de l’équipe et post-doctorant au MIT, s’est rendu compte que les équations utilisées pour modéliser le débit des rivières pouvaient être adaptées afin que seules les données de largeur et de pente d’une rivière, qui sont disponibles via des images et une topographie à distance, puissent être utilisées pour fournir un résultat.
Cette méthode modifiée basée sur des équations a ensuite été testée par Birch avec près de 500 rivières sur Terre, la méthode révisée fournissant des prédictions précises.
Les équations ont ensuite été appliquées à Mars et aux anciens lits de rivière trouvés dans les cratères Gale et Jezero, qui sont tous deux considérés comme d’anciens lits de lac qui ont débordé d’eau il y a des milliards d’années. Les prédictions ont été comparées aux mesures sur le terrain de la taille des grains de sédiments recueillies par Curiosity et Perseverance. Cela a permis de vérifier la précision de la technique sur des rivières éloignées de la Terre.
En savoir plus sur les rivières de méthane de Titan
Les scientifiques ont ensuite appliqué la nouvelle méthode et ses équations révisées à deux sites spécifiques sur Titan où les pentes des rivières peuvent être mesurées. Cela comprenait une rivière se jetant dans un lac de méthane de la taille du lac Ontario, qui est également l’emplacement de l’un des seuls deltas fluviaux sur Titan, qui s’est avéré couler presque aussi fortement que le Mississippi ici sur Terre.
L’équipe a ensuite comparé le flux de méthane de ce fleuve Titan possédant un delta à celui qui ne présente pas une telle caractéristique. Les chercheurs ont découvert que cette dernière rivière Titan coulait presque aussi fortement malgré l’absence de signes d’accumulation de sédiments en forme d’éventail. Cela indiquait qu’il devait y avoir une autre raison pour laquelle la plupart des rivières de Titan n’avaient pas de deltas.
L’équipe a également découvert que les rivières transportant du méthane sur Titan devraient être plus larges et avoir une pente plus douce que les rivières transportant le même débit d’eau sur Terre ou sur Mars.
« Titan est l’endroit qui ressemble le plus à la Terre », a conclu Birch. « Nous n’en avons qu’un aperçu. Il y a tellement plus que nous savons qu’il y a là-bas, et cette technique à distance nous rapproche un peu plus. »
Les recherches de l’équipe ont été publiées en ligne lundi 10 juillet dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.