Au cours du dernier demi-siècle, les images de Mars prises par des sondes orbitales montrent des chenaux étroits ou larges, courts ou longs, qui sillonnent sa surface, suggérant que de l’eau a déjà coulé en abondance sur cette planète. Pour mieux documenter les conditions qui ont mené à la formation de ces chenaux, des chercheurs se sont tournés… vers les fonds marins et lacustres de la Terre. Les informations qu’ils en ont rapportées suggèrent que les débits ancestraux des rivières martiennes étaient jusqu’à 2,4 fois plus élevés que ce qu’on croyait.

Pour mener cette étude, Dominique Turmel, professionnel de recherche du Département de géologie et de génie géologique et membre du Laboratoire d’études sur les risques naturels, a fait équipe avec son ancien codirecteur de thèse, Gary Parker, de l’Université de l’Illinois, et quatre autres chercheurs américains. «Je suis davantage un géologue sous-marin qu’un géologue martien», précise-t-il d’emblée.

L’idée que les chenaux martiens puissent révéler des secrets sur l’histoire hydrologique de cette planète se butait à une inconnue. «Sur Terre, il existe une relation géométrique entre la largeur d’un cours d’eau et le débit qui existait au moment de sa formation, rappelle-t-il. Nous ne savions pas si cette relation était préservée sur Mars parce que la force gravitationnelle y est 2,6 fois plus faible que sur Terre.»

Pour en avoir le cœur net, les chercheurs ont étudié la formation de chenaux dans les fonds marins. «La force gravitationnelle terrestre est la même partout sur Terre, mais la gravité effective est plus faible au fond des plans d’eau. Cela nous a permis d’étudier la formation des chenaux dans des milieux où la gravité effective est au moins quatre fois plus faible que sur Mars.»

Les chercheurs ont donc utilisé des données provenant de chenaux situés au fond de la mer Noire – où le courant d’eau est créé par l’arrivée d’eau plus salée en provenance de la Méditerranée – et du lac Wabush au Labrador – où le courant d’eau est créé par l’arrivée d’eau chargée des résidus miniers. «Ces gradients de salinité et de densité font en sorte que l’eau plonge vers le fond, ce qui crée un courant qui forme de chenaux pouvant atteindre quelques mètres de profondeur», précise Dominique Turmel.

Les analyses des chercheurs, rapportées plus tôt cette année dans la revue Geology, montrent que peu importe la force gravitationnelle effective, la relation géométrique entre le débit et la largeur des chenaux est maintenue. Contrairement à ce qu’on croyait, il n’est donc pas nécessaire d’apporter un correctif pour compenser la différence de gravité entre Mars et la Terre. Cela signifie que les études antérieures avaient sous-estimé d’au moins 50% les débits requis pour former des chenaux de 70 mètres ou plus de largeur. Ainsi, le débit ancestral du plus large chenal martien (1 000 mètres) est 2,4 fois plus élevé que ce qu’on croyait.

«Je ne suis pas un spécialiste de la planète Mars, rappelle Dominique Turmel, mais selon les calculs que nous faisons à partir de la morphologie des chenaux martiens, il y a déjà eu des rivières importantes sur cette planète. Le débit de certains de ces cours d’eau était comparable au débit actuel du Nil.»