La glace souterraine des latitudes moyennes de Mars est le vestige d'une calotte glacière passée

Glace cachée sous la poussière martienne

Quand on imagine Mars, on pense souvent à un désert sec et poussiéreux. Pourtant, sous cette surface poussiéreuse aux latitudes moyennes, les scientifiques ont découvert d'importantes quantités de glace d'eau presque pure à seulement quelques dizaines de centimètres de profondeur. Cette étude pose une question simple mais essentielle pour l'exploration future et notre compréhension du climat martien : cette glace enfouie est-elle un reste d'une ancienne ère glaciaire sur Mars, et depuis combien de temps est-elle dissimulée ?

Où se cache la glace martienne

Les engins spatiaux ont détecté de l'eau sous la surface martienne de plusieurs manières : mesures de neutrons depuis l'orbite, réflexions radar, cratères d'impact récents qui exposent du matériel brillant, observations depuis les atterrisseurs et variations de température de surface au fil des saisons. Ces outils montrent qu'une couche relativement propre de glace se trouve juste sous le sol entre environ 40 et 55 degrés de latitude nord, et même jusqu'à 35 degrés vers l'équateur. En de nombreux endroits, cette glace est à moins d'un mètre de profondeur, ce qui est surprenant car des modèles simples prédisent que, sous l'atmosphère actuelle, fine et froide, la glace ne devrait être stable que beaucoup plus près des pôles.

Comment la glace s'est probablement formée

Il existe deux voies principales par lesquelles la glace peut s'accumuler sous la surface. Elle peut croître lentement à l'intérieur des pores du sol lorsque la vapeur d'eau migre vers le bas, ou elle peut débuter comme une couverture de neige ou de givre en surface qui se contracte ensuite et laisse un revêtement poussiéreux au-dessus. La glace des latitudes moyennes exposée par des cratères récents est presque sans poussière, contenant moins de deux pour cent d'impuretés. Ce degré de pureté indique fortement une origine par chute de neige ou givre de surface, suivie d'une perte lente de glace vers l'atmosphère tandis que la poussière est laissée en place pour former une couche isolante. Cette couverture poussiéreuse ralentit à la fois l'évasion de la vapeur d'eau et maintient la glace sous-jacente plus fraîche, contribuant à sa survie sur de longues durées.

Rejouer le climat martien au fil du temps

Les auteurs ont utilisé un modèle climatique martien avancé pour rembobiner le passé récent de la planète. Mars ne tourne pas aussi régulièrement que la Terre ; son obliquité, ou inclinaison, varie sur des centaines de milliers à des millions d'années. Quand l'inclinaison était plus élevée qu'aujourd'hui, les motifs d'ensoleillement changeaient et l'atmosphère retenait beaucoup plus de vapeur d'eau, permettant à la neige et au givre de s'accumuler dans les régions de latitudes moyennes. L'équipe a exécuté des simulations détaillées de la température, de la poussière, du dioxyde de carbone et de l'eau au cours des quatre derniers millions d'années pour estimer combien de glace se serait accumulée, à quelle vitesse elle aurait rétréci et à quelle profondeur elle se serait retrouvée sous la surface à mesure qu'une couche de poussière protectrice se formait.

Confronter les modèles aux cratères réels

Avec leur modèle, les chercheurs ont commencé par une couche de glace de surface placée sur Mars il y a environ 630 000 ans, lorsque l'inclinaison de la planète était proche de 35 degrés et que l'on suppose que des calottes des latitudes moyennes se sont formées. Ils ont ensuite laissé la glace simulée reculer lentement à mesure que les conditions évoluaient vers celles d'aujourd'hui. Pour la bande entre 40 et 55 degrés nord, ils ont trouvé que la glace restante devrait maintenant reposer à une profondeur d'environ 20 à 150 centimètres, la profondeur variant autour de la planète selon les propriétés du sol et le climat local. Ces profondeurs prédites correspondent bien aux endroits où des cratères d'impact réels ont mis au jour de la glace et où les mesures de neutrons orbitales suggèrent la présence d'eau peu profonde. Lorsqu'ils ont testé un instant initial bien plus ancien, d'environ 4,18 millions d'années, les profondeurs de glace prédites ne correspondaient plus aussi bien aux observations.

Ce que cela signifie pour la Mars d'aujourd'hui

L'étude conclut que la glace enfouie aux latitudes moyennes de Mars s'explique le mieux comme le reste d'une calotte de surface autrefois plus épaisse qui s'est formée il y a moins de quatre millions d'années et très probablement il y a environ 630 000 ans. Depuis, la calotte s'est lentement retirée, tandis qu'une couverture poussiéreuse s'est épaissie et a enfoncé la glace restante plus profondément, ralentissant fortement toute perte supplémentaire. Cela signifie que la glace que nous détectons aujourd'hui est un vestige direct d'une ère glaciaire martienne récente et constitue une archive naturelle du climat passé. Pour les futurs explorateurs, elle représente aussi une source d'eau répandue et relativement accessible juste sous le sol martien.

Citation: Vos, E., Forget, F., Lange, L. et al. The Martian mid-latitude subsurface ice is the remnant of a past ice sheet. Commun Earth Environ 7, 412 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03418-x

Mots-clés: glace sur Mars, eau souterraine, climat martien, obliquité planétaire, pergélisol des latitudes moyennes