En 1991, une observation radar menée par CalTech et le JPL a révélé des signes de glace d’eau au pôle nord de Mercure, une planète pourtant proche du Soleil. Cette détection, surprenante au vu des températures extrêmes de la planète, a été confirmée en 2012 par la sonde MESSENGER de la NASA. Les données ont mis en évidence l’existence de zones d’ombre permanentes dans des cratères, où la glace peut subsister.
En 1991, une observation radar menée par CalTech et le JPL a révélé des signes de glace d’eau au pôle nord de Mercure, une planète pourtant proche du Soleil. Cette détection, surprenante au vu des températures extrêmes de la planète, a été confirmée en 2012 par la sonde MESSENGER de la NASA. Les données ont mis en évidence l’existence d’emplacements d’ombre permanentes dans des cratères, où la glace peut subsister.
Une détection radar inattendue en 1991
Les 8 et 23 août 1991, des scientifiques du California Institute of Technology (CalTech) et du Jet Propulsion Laboratory (JPL) ont utilisé l’antenne parabolique de 70 mètres du Goldstone Deep Space Communications Complex. L’objectif initial était de cartographier par radar les régions de Mercure qui n’avaient pas été photographiées par la sonde Mariner 10 lors de ses survols entre 1974 et 1975.
Cependant, les images radar reçues par le Very Large Array ont révélé une détection singulière. Au pôle nord de la planète, un matériau hautement réflectif a été observé. Ce signal, visible sous la forme d’un point rouge lumineux sur les images, suggérait fortement la présence de glace d’eau, de manière similaire aux calottes polaires observées sur Mars. Ces premières données ont été créditées à Duane O. Muhleman (Caltech) et aux institutions NRAO/AUI/NSF, marquant un moment clé dans la compréhension de Mercure.
Le paradoxe de la glace sous le soleil de Mercure
La détection de glace d’eau sur Mercure a soulevé d’emblée une interrogation majeure. Mercure est la planète la plus proche du Soleil, avec une température moyenne de 167 degrés Celsius (333 degrés Fahrenheit) et des pics pouvant atteindre 430 degrés Celsius (800 degrés Fahrenheit) en journée. Ces conditions semblent incompatibles avec la survie de la glace d’eau, qui sublime rapidement à de telles températures sous un ensoleillement direct.
Les scientifiques ont rapidement proposé une explication. L’axe de rotation de Mercure présente une très faible inclinaison par rapport à son plan orbital. Cette configuration unique signifie que dans les régions polaires, le Soleil ne s’élève que très peu au-dessus de l’horizon, voire pas du tout, dans le fond de certains cratères. Ces zones profondes sont ainsi plongées dans une ombre permanente. Dans ces pièges froids, les températures peuvent chuter jusqu’à -148 degrés Celsius (-235 degrés Fahrenheit), permettant à la glace d’eau de subsister et de s’accumuler sur de longues périodes sans sublimation.
MESSENGER apporte la confirmation définitive en 2012
La détection de 1991, bien que solide, nécessitait une confirmation par des moyens d’observation directs et approfondis. Cette validation est venue près de deux décennies plus tard. En 2011, la sonde MESSENGER de la NASA est devenue le premier engin spatial à se placer en orbite autour de Mercure. Durant sa mission prolongée, MESSENGER a mené une étude exhaustive de la surface, du champ magnétique et de l’exosphère de la planète.
En 2012, les instruments de MESSENGER ont confirmé la présence de glace d’eau dans les cratères polaires nord et sud de Mercure. Les données ont corroboré l’hypothèse des zones d’ombre permanentes et ont fourni des preuves spectrales directes, ainsi que des mesures de la composition du sol compatibles avec de grandes quantités de glace. Cette confirmation a solidifié notre compréhension de la distribution de l’eau sur les corps du système solaire interne.
Perspectives sur la présence d’eau dans le Système Solaire
La présence de glace d’eau sur Mercure est un indicateur important pour notre compréhension de la distribution des composés volatils dans le Système Solaire. De la Lune à Cérès, en passant par diverses lunes de géantes gazeuses, l’eau sous forme de glace semble être un composant plus courant qu’on ne le pensait autrefois, même dans des environnements a priori inhospitaliers. Ces découvertes soulignent l’importance de l’inclinaison axiale et de la topographie pour la préservation de tels éléments.
L’eau est un élément fondamental pour la vie telle que nous la connaissons, mais aussi une ressource potentiellement précieuse pour de futures missions d’exploration spatiale. Comprendre comment la glace peut persister sur Mercure offre des enseignements pour l’étude d’autres corps célestes et ouvre des voies pour l’évaluation de ressources in situ, même sur les planètes les plus extrêmes du système solaire interne.