La "ligne de baignoire" suggère qu’un océan couvrait autrefois un tiers de Mars.

Mars intrigue les scientifiques depuis longtemps. Des lits de rivières asséchés, des traces minérales et des roches stratifiées laissent deviner un passé bien plus humide. Depuis des décennies, les spécialistes cherchent une preuve nette de l’existence d’un océan ancien.

Les lignes de rivage semblaient être l’indice le plus évident. Pourtant, elles n’ont jamais totalement convaincu : leurs altitudes varient trop, et aucune courbe unique ne fait proprement le tour de la planète.

Une étude récente propose donc un changement d’angle. Plutôt que de traquer des côtes, les chercheurs ont recherché un marqueur plus large et plus discret.

Les résultats indiquent que Mars pourrait encore porter l’empreinte d’un océan immense - non pas sous forme d’un trait, mais sous celle d’un paysage.

Des lignes de rivage qui épaississaient le mystère

Pendant un temps, les scientifiques ont pensé que d’anciennes lignes de rivage délimiteraient clairement l’emplacement des océans martiens. Ces structures, connues sous les noms d’Arabia et de Deuteronilus, s’étendent dans les plaines du nord.

Mais leur altitude irrégulière a semé le doute. Une véritable ligne de rivage devrait suivre un niveau gravitationnel cohérent, ce qui n’est pas le cas ici.

Plusieurs hypothèses ont tenté d’expliquer cet écart. Certains ont évoqué un volcanisme ayant déformé la surface, ou encore des changements de l’axe de la planète. D’autres ont estimé que ces structures avaient tout simplement été mal interprétées. Malgré cela, aucune explication n’a permis de lever complètement l’énigme.

« If Mars did have an ocean, it dried up a long time ago – possibly several billion years ago, more than half of the age of the planet itself, » a déclaré Michael Lamb, chercheur à l’Institut de technologie de Californie.

« There is hardly anything on Earth that is that old; anything on Mars from that time has been eroded by billions of years of wind blowing, volcanoes erupting, and other disturbances removing subtle features. »

L’empreinte la plus lisible d’un océan global

Face à ce constat, l’équipe s’est posé une autre question : et si les lignes de rivage n’étaient pas, en réalité, le meilleur outil pour repérer un océan ancien ?

Pour y répondre, les chercheurs se sont appuyés sur un analogue terrestre. Sur Terre, on observe très bien comment les océans modèlent les reliefs au fil du temps. Et, de façon contre-intuitive, le signe le plus visible d’un océan à l’échelle planétaire n’est pas la ligne de côte elle-même.

Il s’agit plutôt de la plate-forme continentale : une vaste zone à faible pente, située juste sous le niveau marin. Elle se forme là où les rivières apportent des sédiments, où les vagues remanient le littoral, et où le niveau de la mer monte et baisse au cours des âges.

Sur Terre, cette bande se situe généralement à quelques dizaines jusqu’à quelques centaines de mètres sous le niveau de la mer, soit environ 30 à 400 mètres.

On peut comparer cette structure à un « anneau de baignoire ». Lorsqu’on vide une baignoire, une trace pâle reste souvent sur les parois et marque l’ancien niveau de l’eau. La plate-forme continentale joue un rôle comparable : elle dessine une large ceinture relativement plane, qui enregistre la présence durable de l’océan.

Même si le niveau de l’eau fluctue, cette ceinture persiste comme une empreinte à long terme. Les auteurs estiment que Mars pourrait posséder un « anneau de baignoire » du même type : non pas une ligne nette, mais une zone étendue et aplatie, correspondant au bord d’un océan ancien.

Un motif frappant sur Mars : la plate-forme continentale martienne

« We wanted to find a better topographic feature than shorelines that could be evidence for an ocean, » a expliqué Lamb.

À partir de cette idée, la stratégie a changé. Si Mars a connu un océan, elle a pu développer une plate-forme comparable - et celle-ci pourrait encore être observable aujourd’hui.

En exploitant des données d’altitude globales, les chercheurs ont donc recherché des terrains plats, à faible pente. Ils ont mis en évidence un motif particulièrement marquant.

Une large bande de relief, comprise entre environ minus 1,800 et minus 3,800 mètres, présente des valeurs anormalement faibles de pente et de courbure.

Cette zone traverse les basses terres du nord à l’échelle de la planète et coïncide avec plusieurs éléments géologiques majeurs. Les vallées fluviales se situent le plus souvent au-dessus. Les deltas et dépôts sédimentaires apparaissent à l’intérieur. Même les tracés des lignes de rivage discutées se retrouvent inclus dans cette bande.

Dans cette tranche d’altitude, les indicateurs topographiques diminuent, à l’image de ce que l’on observe sur la plate-forme continentale terrestre. Cela évoque une zone de transition entre domaines continentaux et domaine océanique.

Les sédiments consolident l’hypothèse d’eau ancienne

La topographie ne suffit toutefois pas à elle seule. Les chercheurs ont donc vérifié si les indices géologiques liés à l’eau concordaient - et ils ont trouvé des arguments solides.

Des milliers de dépôts sédimentaires stratifiés sont recensés dans cette même bande. Certains atteignent des épaisseurs de plusieurs centaines de mètres et peuvent dépasser environ 450 mètres.

Ces strates rappellent des formations façonnées par l’eau sur Terre. La présence de minéraux argileux et de roches altérées renforce aussi l’idée d’une interaction prolongée avec de l’eau liquide.

Des systèmes deltaïques, dans des régions telles que Aeolis Dorsa et Hypanis Valles, conservent la trace de variations répétées du niveau de l’eau. Ces oscillations suggèrent que l’océan n’est pas resté stable : il a probablement avancé et reculé au fil du temps.

« The shelf is a new observation that ties together evidence of what the coastal zone would have looked like, » a indiqué Abdallah Zaki, premier auteur de l’étude. « Nobody had really looked for it before. »

Un Mars ancien plus chaud et plus humide

Les données issues des rovers viennent également étayer ce scénario. Le rover Zhurong a détecté des structures sédimentaires inclinées dans une direction cohérente, comparables à des dépôts côtiers terrestres. Cela renforce l’interprétation d’une ancienne marge océanique.

« It’s a strong additional piece of evidence supporting a northern ocean on Mars, but there’s plenty of follow-up work to be done for rovers to examine deposits and for further analysis of satellite data, » a déclaré Zaki.

Si cette lecture est correcte, Mars aurait abrité un vaste océan recouvrant une grande partie de son hémisphère nord.

Cet océan aurait existé il y a plusieurs milliards d’années, à une époque où la planète disposait d’une atmosphère plus épaisse et de conditions plus chaudes.

Contrairement à la Terre, Mars ne possède pas de tectonique des plaques. Son évolution de surface s’est donc déroulée autrement. Avec le temps, les impacts, les coulées volcaniques et l’érosion éolienne ont remodelé les reliefs.

Ces mécanismes ont pu estomper des formes fines, comme des lignes de rivage. En revanche, des structures plus larges - comme une plate-forme continentale - auraient davantage de chances de survivre.

Une nouvelle manière de traquer les océans disparus

La plate-forme proposée représenterait environ sept pour cent de la surface martienne. Elle formerait une bande continue le long de la limite entre les hauts plateaux du sud et les basses terres du nord.

Cette avancée modifie la façon de rechercher des océans anciens, non seulement sur Mars, mais aussi sur d’autres planètes. Au lieu de s’accrocher à des frontières nettes, l’attention se porte désormais sur des motifs à l’échelle du paysage.

La découverte ouvre aussi de nouvelles pistes d’exploration, car les plates-formes côtières peuvent conserver des archives du climat, des sédiments et, potentiellement, de la vie.

De futures missions, dont le rover Rosalind Franklin, visent à étudier ces zones afin de déterminer combien de temps l’eau a persisté sur Mars et si la vie a pu y être possible.