Comment l’eau a-t-elle pu s’accumuler et circuler à la surface de Mars dans son passé ?

Des chercheurs du Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) ont développé un nouveau modèle hydrologique global à haute résolution pour explorer cette question et reconstituer les configurations possibles des lacs, des mers et des océans martiens.
Ce travail, mené par Alexandre Gauvain, François Forget, Martin Turbet, Jean-Baptiste Clément, Lucas Lange et Romain Vandemeulebrouck, a été publié dans Geoscientific Model Development (lien ci-dessous) et sélectionné comme Highlight paper, une distinction qui met en avant des travaux considérés comme particulièrement remarquables et susceptibles de présenter un intérêt important pour la communauté scientifique.

Simuler l’évolution des eaux de surface
Les observations de Mars montrent de nombreuses traces d’une activité passée de l’eau liquide : réseaux de vallées, lacs de cratère, deltas et possibles anciennes lignes de rivage. Ces indices témoignent d’une histoire hydrologique complexe, mais la manière dont l’eau s’est répartie et a circulé à la surface de la planète reste encore débattue.
Pour étudier cette question, les chercheurs ont développé un modèle hydrologique global à haute résolution, capable de simuler dynamiquement la formation, le remplissage, la fusion, le débordement et l’assèchement des lacs et des mers. Le modèle s’appuie sur la topographie détaillée de Mars et permet aux étendues d’eau d’évoluer en fonction de la quantité d’eau disponible, sans imposer au préalable la position des côtes.

Un océan dans les basses terres du Nord ?
Les chercheurs ont réalisé plusieurs dizaines de simulations en faisant varier notamment la quantité totale d’eau présente à la surface de Mars et le taux d’évaporation.
Les résultats montrent comment, lorsque la quantité d’eau augmente, les réservoirs peuvent progressivement se connecter et former de vastes étendues d’eau dans les basses terres de l’hémisphère Nord. Le modèle permet ainsi d’explorer différents scénarios pouvant conduire à la formation d’un ancien océan martien.
Il permet également de suivre les principaux chemins d’écoulement et d’identifier les zones où l’eau aurait pu s’accumuler, fournissant ainsi un cadre pour comparer les simulations aux traces géologiques observées aujourd’hui à la surface de Mars.

Une étape vers un modèle du climat ancien de Mars
Au-delà de la reconstruction des paysages aquatiques martiens, ce nouveau modèle constitue une brique importante pour mieux comprendre les interactions entre climat, hydrologie et évolution de la surface de Mars.
À terme, il pourra être couplé à des modèles climatiques afin d’étudier conjointement l’évolution du climat martien et la redistribution de l’eau à la surface de la planète. Ces travaux contribueront ainsi à mieux comprendre l’histoire de Mars et les conditions qui ont pu permettre, dans son passé, la présence durable d’eau liquide et un environnement potentiellement favorable à l’habitabilité.