Des chercheurs de l'université américaine Brown, située à Providence, dans l’État du Rhode Island, ont découvert un type auparavant inconnu d'ancien lac de cratère sur Mars qui pourrait révéler des indices sur les débuts du climat de la planète. Dans une étude publiée dans Planetary Science Journal, des chercheurs décrivent un cratère encore inconnu avec des caractéristiques déroutantes. Situé dans les hautes terres du sud de Mars, il s'est formé à l'ère Noachien, et mesure 54 km de diamètre. Le fond de ce cratère présente des preuves géologiques incontestables d'anciens lits de cours d'eau et de lacs, mais il n'y a aucune trace de canaux d'entrée extérieur où l'eau aurait pu pénétrer dans le cratère, et aucune preuve d'activité d'eaux souterraines où elle aurait pu émerger d'en bas. Alors d'où vient cette eau ? 
Crédits: NASA/JPL-Caltech
Ce type de lac décrit dans cette étude diffère nettement des autres lacs de cratère martiens, comme ceux des cratères Gale et Jezero où évoluent respectivement les rovers Curiosity et Perseverance. « Il s'agit d'un type de système hydrologique inconnu sur Mars », a déclaré l'étudiant Ben Boatwright de l'université Brown. « Dans les systèmes lacustres caractérisés jusqu'à présent, nous voyons des preuves de drainage venant de l'extérieur du cratère, brisant la paroi du cratère et dans certains cas s'écoulant de l'autre côté. Mais ce n'est pas ce qui se passe ici. Tout se passe à l'intérieur du cratère, et c'est très différent de ce qui a été caractérisé auparavant. » Le cratère fournit donc des indices clés sur le premier climat de Mars. Il ne fait aucun doute que le climat martien était autrefois plus chaud et plus humide que le désert gelé actuel de la planète rouge. Ce qui est moins clair, cependant, est de savoir si Mars avait un climat semblable à la Terre avec de l'eau qui coulait continuellement pendant des millénaires, ou si elle était principalement froide et glacée avec des périodes courtes de chaleur et de fonte. Les simulations climatiques sur les jeunes années de Mars suggèrent que les températures culminaient rarement au-dessus du point de congélation, mais les preuves géologiques des conditions froides et glaciales sont rares. Cette nouvelle preuve d'une glaciation ancienne pourrait changer la donne. 
Crédits: NASA/JPL-Caltech
Ben Boatwright a pu cartographier les détails du système lacustre du cratère à l'aide d'images haute résolution prises par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Les images ont révélé une signature révélatrice d'anciens lits de cours d'eau, correspondant à des caractéristiques appelées canaux fluviaux inversés. Lorsque l'eau coule sur une surface rocheuse, elle peut laisser des sédiments granuleux à l'intérieur de la vallée qu'elle érode. Lorsque ces sédiments interagissent avec l'eau, ils peuvent former des minéraux plus durs que la roche environnante. L'érosion durant des millions d'années réduit la roche environnante, tandis que les canaux minéralisés sont abandonnés sous forme de crêtes surélevées qui traversent le paysage. Ces caractéristiques, ainsi que les dépôts de sédiments et les caractéristiques du rivage, montrent clairement où l'eau a coulé et s'est accumulée sur le fond du cratère. Les chercheurs ont exclu l'activité d'eaux souterraines, car le cratère manque de canaux révélateurs. Ces canaux sont généralement courts, tronqués, dépourvus d'affluents, et complètement opposés aux réseaux denses et ramifiés de canaux inversés observés dans le cratère. Un examen attentif de la paroi du cratère a également révélé un ensemble distinct de crêtes orientées vers le haut de la paroi du cratère. Ces caractéristiques correspondent aux crêtes formées là où un glacier se termine et dépose des monticules de débris rocheux.
Les chercheurs concluent que le système était probablement alimenté par le ruissellement d'un glacier martien. L'eau a coulé dans le cratère depuis le sommet du glacier, sans former de vallée, et remplissant progressivement le fond du cratère. L'eau s'est finalement vidée, laissant sa marque géologique sur le sol martien nu. 
Crédits: NASA/JPL-Caltech
Des recherches ultérieures ont montré que ce cratère n'est pas unique en son genre. Ben Boatwright a présenté des recherches révélant plus de 40 autres cratères qui semblent avoir des caractéristiques similaires.
« Nous avons des modèles qui nous disent que le début de Mars aurait été froid et glacial, et maintenant nous avons des preuves géologiques vraiment convaincantes qui confirment ces modèles. » Source: iopscience.iop.org 
