Curiosity découvre un lit de rivière, aujourd’hui asséché

Après avoir découvert que la vie a pu exister sur Mars, Curiosity démontre qu'il s'est bien posé dans le lit d'une ancienne rivière. L’analyse des galets qu'il a repérés en témoigne indubitablement, comme nous l'expliquent Sylvestre Maurice et Michel Cabane, deux scientifiques français impliqués dans la réalisation et l'utilisation des instruments ChemCam et Sam équipant le rover de la Nasa.

Observés depuis l’orbite, de multiples reliefs, dont des deltas et d’immenses canaux, suggèrent fortement qu’autrefois l'eau a coulé sur Mars. Cependant, il manquait des preuves formelles que ces formations ont bien été créées par des écoulements aqueux, la résolution des images fournies par les orbiteurs tournant autour de la Planète rouge étant insuffisante. Celle de la caméra de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), la plus puissante autour de Mars, permet de discerner des détails d’environ 1 m, car, pour qu'un objet soit interprétable, il doit mesurer au moins 3 pixels.

Aujourd’hui, il est possible de faire beaucoup mieux avec MastCam, une des caméras du rover Curiosity. Cet instrument à deux optiques, fixées au sommet du mât du rover (2 m du sol), peut fournir des images en couleurs, dans le visible et le proche infrarouge, et voir des détails d'une taille allant jusqu'à 0,15 mm.

Vue en relief des cailloux figés dans le substrat inspecté par la caméra MastCam de Curiosity (nécessite des lunettes anaglyphes). © Nasa, JPL-Caltech, MSSS

Les rivières martiennes peut-être semblables aux terriennes

À l’aide de cette caméra, les chercheurs ont découvert en septembre 2012 les restes asséchés d’un très ancien ruisseau. Ils ont ainsi observé desconglomérats de cailloux et de sédiments susceptibles d’expliquer le passé aqueux de la planète. Polis par l’eau, ils sont remarquablement similaires à ceux que l’on trouve sur Terre et nommés poudingues.

Les observations rapprochées de MastCam ont mis en évidence des galets pris dans une matrice rocheuse, et ChemCam (Chemistry and Camera) a étudié ce ciment, sorte de pâte qui les lie entre eux. Depuis qu'elle a été déterminée, la forme en cailloux roulés laisse supposer des mouvementsd’eau relativement intenses dans cette zone. Des graviers de plusieurs centimètres de diamètre, « trop gros pour avoir pu être déplacés par le vent, auraient donc été transportés par de l’eau à l’état liquide », explique Michel Cabane coresponsable de l'instrument Sam (Sample Analysis at Mars) de Curiosity.

Le même rocher (baptisé Link) en image normale. © Nasa, JPL-Calech, MSSS

« La preuve la plus concluante de l’écoulement d’une ancienne rivière »

Depuis, les observations ont permis aux chercheurs d’émettre des hypothèses sur les caractéristiques de la rivière martienne, avec des estimations plus tangibles sur la vitesse de son écoulement, sa profondeur et sa longueur. Les scientifiques ont interrogé la forme et la disposition de ces galets ainsi que la granulométrie, c’est-à-dire la répartition des tailles des matériaux. Curiosity a également pointé vers eux l'instrument ChemCam, capable, avec son laser à impulsions et son télescope, d'analyser le spectre émis par la roche subitement échauffée et d'en déduire sa composition. Les chercheurs y ont vu du feldspath, comme ils l'expliquent dans un article publié dans la revue Science.

En interprétant ces données, ils estiment que cette rivière devait avoir une profondeur comprise entre 3 et 90 cm, et une vitesse d’écoulement entre 0,2 et 0,75 m par seconde. Et cela, il y a plus de 3 milliards d’années, à une époque où les conditions atmosphériques et de températures étaient très différentes de celles d’aujourd’hui. Comme le souligne Sylvestre Maurice, le responsable de la partie française de ChemCam, « c’est une découverte majeure » et la preuve la plus « concluante à ce jour de l’existence de l’écoulement d’une ancienne rivière sur Mars ». Maintenant que l'on sait que le cratère Gale plaide en faveur de l’habitabilité de Mars, il reste à déterminer à « quelle époque cela s’est produit et surtout combien de temps cela a duré », conclut-il.

Des observations et une analyse chimique poussées ont donné la certitude aux scientifiques que l'image montre une partie d'un ancien lit de rivière, aujourd'hui asséché. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS