Le site d’atterrissage du rover Perseverance n’a pas été choisi au hasard. Depuis l’espace, les scientifiques avaient en effet déjà identifié des indices laissant penser que le cratère Jezero avait été autrefois un lac, alimenté par une rivière ou un fleuve.
Dès son arrivée en 2021, le rover confirme ces hypothèses en révélant la présence de dépôts de carbonates dans le fond du cratère, et en dévoilant en détail l’incroyable architecture sédimentaire de la formation deltaïque présente au niveau de l’ancienne embouchure du fleuve.
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Ces données ont permis de reconstruire un passé martien chaud et humide, où l’eau coulait librement à la surface de la planète et où la vie aurait, peut-être, pu se développer.
Il y a plusieurs milliards d’années, l’environnement martien était bien différent de ce qu’il est aujourd’hui. © dottedyeti, Adobe Stock
Mais ces indices, observables en surface, pourraient en cacher d’autres enfouis plus profondément dans le sous-sol de Mars et témoignant d’une histoire encore plus ancienne.
Le géoradar, un outil pour imager le sous-sol martien
Afin d’investiguer les niveaux plus profonds, les ingénieurs ont pensé à doter le rover d’un petit instrument, utilisé quotidiennement sur Terre par les géophysiciens, géotechniciens et même archéologues pour imager le sous-sol de façon non invasive : un radar à pénétration de sol, ou géoradar.
Le principe est simple : des ondes électromagnétiques à haute fréquence sont envoyées dans le sol par un émetteur. Elles vont se propager dans le sous-sol à différentes vitesses selon les matériaux traversés et peuvent se réfléchir sur les interfaces entre deux couches de propriétés physiques différentes. Les signaux réfléchis vers la surface vont ensuite être captés par un récepteur. Le temps entre l’émission et la réception de l’onde va ainsi permettre de reconstruire une image de la structure du sous-sol.
Ce principe est similaire à celui de l’imagerie sismique, sauf que le type d’onde utilisé n’est pas le même. La profondeur atteinte par l’imagerie géoradar va dépendre de la fréquence utilisée et va de quelques dizaines de centimètres (imagerie très précise) à plusieurs dizaines de mètres (résolution plus faible).
Utilisation d’un géoradar lors d’une étude archéologique en Jordanie. © Archaeo-Physics LLC, Wikimedia Commons, domaine public
Des structures enfouies révèlent une histoire d’eau bien plus ancienne que le delta
Au cours de ses pérégrinations sur le bord externe du cratère Jezero, Perseverance a ainsi pu imager le sous-sol martien sur une profondeur de 35 mètres. L’analyse des données a ensuite permis à une équipe de chercheurs d’observer l’architecture sédimentaire sous les roues du rover.
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Les résultats, publiés dans la revue Science Advances, ont mis en évidence une histoire hydrologique complexe, antérieure à la formation du grand delta.
Les chercheurs ont en effet identifié les traces de chenaux de rivières fossiles et de dépôts deltaïques. L’ensemble pourrait correspondre à un ancien système fluvial méandriforme, à un cône alluvial ou à un réseau de rivières en tresses.
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Cela suggère qu’un environnement deltaïque existait déjà au début du Noachien, entre 4,2 et 3,7 milliards d’années. Pour rappel, le delta à l’ouest du cratère Jezero serait bien plus tardif, il daterait de la fin du Noachien-début de l’Hespérien (3,7 à 3,5 milliards d’années).
L’imagerie du sous-sol par Perseverance a dévoilé l’existence de réseaux de rivières bien avant la formation du delta dans Jezero. © dottedyeti, Adobe Stock
Cette étude montre que la région du cratère Jezero a abrité un environnement aqueux très tôt dans l’histoire de la planète et sur une fenêtre temporelle plus longue qu’on ne le pensait, étendant de fait la période durant laquelle cette région aurait pu offrir des conditions favorables à la vie !