La NASA vient d'annoncer la découverte, ou plutôt la confirmation, d'existence de glace d'eau sur la planète Mercure, par la sonde Messenger. Inattendu, car la planète -la plus proche du soleil- est brûlée en permanence. Mais plusieurs résultats différents se combinent pour suggérer que ce pourrait bien être le cas.
A vrai dire ce n'est pas une surprise totale. Car la surface de la planète cache dans les régions polaires quelques anfractuosités abritées de la lumière et de la chaleur, des cratères dont on soupçonne depuis plusieurs années qu'ils pourraient abriter de la glace d'eau (et d'autres molécules).
Région polaire du Nord de Mercure, images de l'observatoire d'Arecibo - © NASA
Dès les années 1990, plusieurs observations avaient été menées en émettant un rayonnement radar (fréquence autour du GHz) vers la planète puis en analysant les signaux réfléchis. Elles furent menées au radio télescope d'Arecibo (Puerto Rico) d'une part; et d'autre part en combinant une grande antenne de la NASA (Goldstone) pour l'émission et plusieurs antennes du NRAO (National Radio Astronomy Observatory) pour la réception. Ces mesures de la réflectivité radar de la planète ont montré à proximité des pôles une vingtaine de zones particulièrement brillantes, bien plus en tous cas que le reste du sol. Cette brillance (associé aux caractéristiques de polarisation du rayonnement) suggérait fortement la présence de glace d'eau.
Plusieurs de ces taches brillantes correspondaient aux positions de grands cratères d'impact qui avaient été cartographiés par la sonde Mariner 10 dans les années 1970: la glace pourrait y résider dans les zones les plus ombragée, protégée par une couche de poussières ou autres matériaux.
Cratères polaires ombragés en permanence - © NASA
La sonde Messenger est arrivée près de Mercure l'année dernière. Ses premières images (Mercury Dual Imaging System) ont confirmé que les régions brillantes se situaient bien dans des zones à l'abri du rayonnement solaire. Depuis, des investigations plus poussées ont conforté l'hypothèse de la présence de glace d'eau.
Tout d'abord, le spectromètre à neutrons GRNS (Gamma Ray and Neutron Spectrometer), à bord de la sonde, a pour mission d'élucider la composition chimique de la surface de Mercure. Le principe est de mesurer les rayons X et gamma que le sol émet lorsqu'il est bombardé par les rayons cosmiques. Il a pu ainsi mesurer l'abondance moyenne d'hydrogène dans les régions brillantes: elles semblent contenir une couche riche en hydrogène, d'épaisseur supérieure à 10 cm, tout à fait en accord avec la présence d'eau (l'hydrogène H est un des constituants de la molécule H2O). Et les mesures suggèrent que cette couche serait elle-même recouverte par une autre couche superficielle (d'épaisseur 10 à 20 centimètres) moins riche en hydrogène, qui protégerait la glace du rayonnement solaire.
Ensuite, l'altimètre laser MLA (Mercury Laser Altimeter) est destiné à mesurer la topographie de la surface planétaire. Après avoir envoyé -et reçu en retour- plus de 10 millions d'impulsions laser (à des longueurs d'onde de l'infrarouge proche), il a corroboré les résultats précédents en révélant la présence, près du pôle nord, de dépôts irréguliers plus ou moins brillants (anomalies de réflectance), dans les zones repérées par radar. Tout ceci en accord avec l'hypothèse de présence de glace recouverte d'une couche thermiquement isolante.
Mosaïque des images prises par Messenger de la région du pôle nord de Mercure - © NASA
Sans doute, et les modèles semblent le confirmer, cette eau a été apportée par des impacts de comètes ou d'astéroïdes; puis emprisonnée dans ces "pièges froids". Il en serait de même pour les matériaux de la couche protectrice mais ces deniers auraient été dégradés par l'intense rayonnement solaire.
La présence d'eau semble donc établie, et son origine expliquée. Mais le plus intéressant pourrait être la composition des couches protectrices. Elles pourraient être riches en matériaux organiques et avoir été le siège de réactions chimiques intéressantes.
Aucun doute qu'un mélange d'eau et de matière organique, bombardé par du rayonnement, constitue un milieu intéressant pour tous ceux (entre autres) qui s'intéressent aux conditions d'apparition de la vie sur Terre... ou ailleurs!