C'est grâce à l'apport de Mars Odyssey (voir Dossier), dont le spectromètre à neutrons et rayons gamma pénètre dans le sol sur 1 à 3 m : cet instrument a détecté en abondance de l'hydrogène H2. "on ne peut qu'associer sa présence à l'eau, car on n'a pas identifié d'autres composés. Mais celle-ci n'est pas forcément libre: il existe des minéraux sous forme hydratée", souligne S. Maurice (observatoire Midi-Pyrénées), associé à l'expérience.
Aux pôles, on ne trouve pas moins de 50 % d'eau à proximité immédiate de la surface. Un taux suffisamment élevé pour traduire la présence de glace. A l'équateur, de tout nouveaux résultats de la sonde américaine donnent de 2 à 12 % selon les régions. "là, il peut s'agir de minéraux hydratés, comme les gypses (sulfate de calcium dihydraté, CaSO₄·2H₂O) que l'on trouve sur Terre".

>>> photo de givre sur le sol de Mars :

Dans sa prime jeunesse, Mars était peut-être recouverte de vastes étendues liquides. Aujourd'hui, les premiers mètres de son sous-sol contiennent de l'eau en quantité variable, d'après les mesures de Mars Odyssey (les calottes polaires en contiennent jusqu'à 50 %).

De l'eau liquide pourrait aussi remonter des profondeurs, comme le suggèrent les "rigoles" vues par Mars Global Surveyor (lien externe), précise le chercheur.

la sonde Mars Express (voir Dossier) l'a vérifié à distance avec son spectromètre Oméga, et les robots MER (Mars Exploration Rovers) in situ, avec leurs propres instruments.

Si les signes de présence d'eau se multiplient, trois mystères au moins demeurent. Tout d'abord, où sont passés les "océans martiens" ?
Si l'on considère que la Terre et Mars, proches cousines, ont reçu une dotation semblable lors de la formation du Système solaire, alors de vastes étendues liquides ont occupé jadis la planète rouge.
Mais celle-ci a perdu une grande partie de son atmosphère il y a environ 3 milliards d'années, et ses océans également.
"L'eau a pu s'échapper vers l'extérieur, mais aussi être piégée dans le sol. Le processus de déperdition de l'eau se poursuit, mais on ne connaît pas son mécanisme",
souligne Christian Muller, chercheur à l'Institut d'aéronomie spatiale de Bruxelles et coresponsable de l'instrument Spicam. Pour tenter d'expliquer ce phénomène, quatre instruments (Aspera, Spicam, PFS et Mars) de la sonde Mars Express (ESA) vont mesurer la quantité d'eau qui se volatilise dans l'espace.

La question divise les chercheurs. C'est le résultat du jaillissement d'une eau remontée des profondeurs sous l'effet de la chaleur pour les uns, la simple action du vent ou de la glace de CO2, abondante sur Mars, pour les autres.
"L'un des objectifs de Mars Express sera de vérifier si une géothermie (Chaleur interne du globe - Etude des phénomènes thermiques et de leur utilisation comme source d'énergie) existe sur Mars.
Les instruments PFS et Oméga vont tenter de détecter des inhomogénéités dans la composition en gaz de l'atmosphère martienne, qui seraient le signe de l'existence de points chauds, et Spicam mesurera la concentration en eau au même endroit pour établir une corrélation" explique Christian Muller.

Enfin, troisième énigme: existe-t-il un réservoir d'eau liquide profondément enfoui sous la surface de Mars?
C'est possible. Les chercheurs ont en effet repéré certains cratères bien particuliers, dits à "éjectas lobés". Ils pourraient résulter de l'impact de météorites dans un sol riche en glace. La chaleur dégagée l'a fait fondre et a provoqué des éclaboussures de "boue".
Cela suggère que Mars possède un pergélisol (Sol gelé en permanence) , comme on en trouve dans les régions les plus froides de la Terre. Pour le vérifier, il faudrait un forage profond, ce qui semble difficile à réaliser, même si la NASA planche sur le sujet. En revanche, Mars Express pourra effectuer un sondage en profondeur grâce à son radar Marsis. Le signal émis par cet instrument peut pénétrer jusqu'à plusieurs centaines de mètres sous la surface avant d'être réfléchi. Marsis détectera des interfaces entre couches différentes (glace, roche), car leurs propriétés électriques ne sont pas les mêmes.
Il n'est pas impossible que, sous le pergélisol, il révèle la présence d'eau liquide. Le puzzle de l'eau martienne n'en sera pas complet pour autant. "La difficulté sera de faire le lien entre l'eau de profondeur et l'eau proche de la surface", résume Sylvestre Maurice.
Établir un modèle de l'eau et de sa disponibilité est un enjeu fondamental pour la poursuite de l'exploration de la planète rouge. Sans le précieux liquide, pas de vie possible, que ce soit une très ancienne vie martienne ou, dans quelques décennies peut-être, celle des astronautes qui arpenteront le sol de Mars.
A noter :
Des lacs d'eau liquide salés pourraient exister dans le sous-sol de cette planète : en effet de l'eau à 300 g de sel par litre (comme le lac Vanda sur terre par exemple), ne gèlerait que vers -10 -15°C (sous une pression de 1000 Pa).

Mai 2007 - La NASA et l'ESA confirment la présence d'eau sur Mars :
22/05/07 > La National Aeronautics and Space Administration (NASA), annonce la découverte de fortes concentrations de silice sur la planète Mars, nouvelle preuve selon l'agence spatiale américaine de la présence passée d'importantes quantités d'eau en surface. "Un échantillon de sol martien analysé par le robot Spirit de la Nasa est si riche en silice qu'il pourrait s'agir de la preuve la plus solide à l'heure actuelle que Mars a dans le passé été bien plus humide qu'à l'heure actuelle", souligne le Jet Propulsion Laboratory (JPL), la branche de l'agence basée à Pasadena, en Californie près de Los Angeles. L'échantillon en question était composé à 90% de silice.
"Le processus qui pourrait avoir produit une telle concentration de silice requiert la présence d'eau", affirme la NASA. En mars, de vastes quantités de glace d'eau pure sous le pôle sud de Mars avaient été découvertes par des instruments de la sonde européenne Mars Express (European Space Agency, ESA). Les scientifiques estiment désormais que la planète Mars, qui s'est formée comme la Terre il y a quelque 4,6 milliards d'années, a déjà été très humide par le passé.
Par ailleurs, les preuves de présence d'eau dans le passé, sont données par la présence d'argile dans le lit des anciennes rivières (spectromètre Oméga, 2007), et aussi de gypse sous les glaces polaires nord (Mars express).

Nota : les argiles contenues dans le delta du cratère Jezero ci-dessus pourraient également conserver des traces de matière organique.
Credit : Nasa/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University
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Juin 2008 :
Bonne nouvelle concernant la présence d'eau (apportée par la sonde Phoenix)

La surface occupée par la substance blanche a légèrement diminué entre ces jours; les petites masses claires situées à l’ombre en bas à gauche de la tranchée ont disparu. On a là la preuve que cette substance blanche se sublime lentement à ces températures (-26°C) et pressions (600à 800 Pa). Seule une glace où l'eau (H2O) est le constituant principal répond à ces caractéristiques.

Décembre 2008.
La sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) vient de trouver un indice fort de l'existence d'eau douce dans le passé de la planète rouge.
Et qui dit eau douce, dit conditions propices à l’apparition de la vie… Les images infrarouges de MRO ont en effet permis de repérer des carbonates, notamment dans la région de Nili Fossae (Nili Fossae, est situé au nord-est du grand volcan Syrtis Major, lui-même situé à la frontière entre les terres en contre-bas nordiques et les montagnes méridionales de Mars.) :

Cette découverte n’est pas tout à fait une première : des traces de ces précieux carbonates avaient déjà été détectées en faible quantité par la sonde Mars Global Surveyor, en 2003. Mais les données à haute résolution obtenues par MRO constituent une avancée décisive.
À charge maintenant pour les chercheurs d’établir un scénario crédible expliquant pourquoi ces régions sont rares. Certains avancent l’hypothèse que l’eau a pu devenir acide à une certaine période, dissolvant ainsi la majorité des sédiments carbonatés déposés dans la prime jeunesse de Mars.
Quoi qu’il en soit, la Nasa a trouvé là une cible de choix pour de futures missions d’exploration à la recherche des traces d’une vie fossile… toujours hypothétique.
Nota : les prochains sites retenus par la Nasa seraient les cratères Holden et Eberswalde et Gale Crater.

Novembre 2011 :

Ce gros plan du sol de Mars, pris par la caméra du robot Opportunity, vaut de l'or pour les scientifiques. La veine rocheuse claire qui s'étend sur 50 cm de long pour 1 à 2 cm de large est du gypse.
Or, le gypse, dénommé aussi gypsite, qui est une roche saline commune des bassins sédimentaires soumis à subsidences, est composée principalement du minéral gypse, minéral salin très commun des séries sédimentaires : le sulfate de calcium di-hydraté. Ce dernier est à la fois une espèce chimique et une espèce minérale, décrite par la formule CaSO4 · 2 H2O . Un litre d\'eau en dissout 2,5 g. Il permet de fabriquer industriellement le plâtre, sous l\'action de la chaleur [transformation en hémihydrate CaSO4·1/2H2O]), se forme par infiltration d'eau à travers des roches volcaniques. Exactement ce qui se produit dans les sources hydrothermales. Cette découverte confirme les observations faites en septembre 2011 et qui laissaient supposer l'existence de telles sources. Cette veine de gypse a été découverte le 3 novembre 2011, alors qu'Opportunity avait atteint Cap York et remontait vers le nord en longeant le bord du cratère Endeavour, à la recherche d'une pente exposée au Soleil pour passer l'hiver austral. La composition de la veine a été mesurée avec le spectromètre à rayons X d'Opportunity. Résultat : un sulfate de calcium quasiment pur. Du gypse avait déjà été détecté sur Mars depuis l'espace, mais essentiellement dans des dunes de sable fin. Autrement dit, il s'agissait d'accumulations de résidus d'érosion transportés loin du lieu où ils ont été formés. Cette veine est l'un de ces lieux. Les scientifiques pensent que le gypse découvert au bord du cratère Endeavour a été formé à partir d'une eau moins acide que celle qui est responsable de la formation des « myrtilles », sortes de concrétions sphériques de quelques millimètres de diamètre découvertes dès 2004 par Opportunity.

Pour en savoir plus (et sources) :
>>> les PODCASTS de Ciel & Espace radio.fr ( Y-a-t-il encore de l’eau liquide sur Mars ? > à écouter ).
>>> Association : Section française de The Mars Society (lien).
>>> L'Homme posera-t-il un jour le pied sur Mars ? (extrait vidéo) - Francis Forget, journaliste scientifique au magazine Eurêka. s'entretient, au Musée de l'Air et de l'Espace, avec Francis Rocard, délégué à l'étude et à l'exploration de l'Univers, au Centre national d'études spatiales (Cnes).
>>> un site ( Nirgal.net ) très documenté sur la Planète Rouge, pages1 , pages2, pages3 et pages4.
>>> Lien externe sur Mars Global Surveyor (NASA).
>>> Extraits de "2003, l'Année Martienne", Ciel & Espace (Juin).

>>>> lien sur la sonde Phenix (NASA).
>>>>> lien interne sur la sonde Mars Express de l'ASE (ESA), et Lien wikipedia sur l'instrument OMEGA (Observatoire pour la minéralogie, l'eau, les glaces et l'activité), présent sur la sonde.

>>>>> lien (lien wikipedia) sur la sonde Trace Gas Orbiter (TGO), de l'ASE (ESA), mise en orbite en 2018, du Programme ExoMars (lien wikipedia), ExoMars sur l'ESA (en).

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  ................................. Missions spatiales

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