**Du givre a été photographié au sol, en mai 1979, par l'atterrisseur de la sonde Viking 2. Ce givre indique qu'il y a de la vapeur d'eau dans l'atmosphère martienne. On pense que le givre est composé d'eau glacée, car la température extérieure était sous le point de congélation de l'eau (0 °C) au moment où la photographie a été prise. Il ne peut s'agir de dioxyde de carbone (CO2) parce que la température extérieure était tout de même trop chaude pour permettre au CO2 d'exister sous forme de glace.

**Sur ce cliché pris lors de l'été martien de 1977 par la sonde Viking 2, la calotte polaire est presque à sa taille minimum. Elle mesure environ 400 Km de diamètre.Le vrai pôle Sud martien se trouve en bas, à droite, sur le bord de la calotte.

**En tenant compte des variations de profondeur du plancher de la et en admettant que sa porosité soit de 20 %, la cryolithosphère contiendrait un volume d'eau équivalent à une couche de 374 mètres entourant la totalité de la planète Mars. Comme la capacité du mégarégolite pour cette porosité est de 540 mètres, cela laisse un réservoir de stockage de 177 mètres en dessous de la cryolithosphère. Une fois que tous les pores de la cryolithosphère ont été saturés en glace, le reste doit logiquement s'accumuler sous une forme liquide en dessous pour constituer des réservoirs souterrains d'eau. La présence d'eau liquide dans les profondeurs du sous-sol martien est possible grâce à deux facteurs. Le premier concerne la température. A partir d'un certain niveau, la température augmente avec la profondeur. A une distance d'environ 3 kilomètres sous la surface pour l'équateur et de 5 kilomètres sous les pôles, la température du sous-sol atteint la valeur fatidique de 0°C et l'eau liquide peut alors exister. Le deuxième facteur n'est autre que la pression. A des profondeurs importantes (plusieurs kilomètres), la pression lithostatique (c'est à dire la pression exercée par les roches) doit être suffisamment forte pour permettre à des nappes d'eau d'exister. Mars a toutes les chances de posséder encore maintenant un vaste réseau d'aquifères, à quelques kilomètres de la surface.

**Malgré tout les calculs et les modèles qui ont été mis en œuvre pour définir les zones possibles d'existence de la glace dans le sous-sol martien, nous n'avons pas encore vu une seule preuve directe de l'existence de cette fameuse glace. Bien entendu les réservoirs de glace sont souterrains, et il n'est pas question de les observer de manière directe. Mais à quoi bon espérer que la majorité des ressources en eau de la planète Mars se trouvent dans le sous-sol, si celui ci s'avère finalement complètement sec.
**Mais la glace souterraine est loin de passer inaperçue pour des observateurs attentifs. Même enfouie à des centaines de mètres sous la surface, la glace va influencer la nature des terrains qui la surmontent. La présence de glace dans le sous-sol laisse des traces nettes en surface. Et les caméras des orbiteurs qui ont tourné pendant des années autour de la planète rouge n'ont pas manqué de les enregistrer.

**Dans cette plaine isolée, gelée, battue par les vents, une seule petite colline se dresse fièrement. Ce monticule n'est autre qu'un pingo, une poche de glace compacte qui, en se formant, a eu assez de puissance pour soulever la surface. Les pingos constituent des indicateurs particulièrement visibles de la présence de glace dans le sous-sol.

**Ces collines martiennes sont entourées par des coulées de terrains dont le profil est convexe. Elles ressemblent à s'y méprendre à des petites mottes de beurre dont la surface aurait fondu pour s'accumuler en nappe liquide tout autour. C'est l'une des principales évidences de la présence de grande quantité de glace dans le sol martien.

**Les éjectas fluidisés autour de certains cratères d'impact seraient la preuve de la présence d'une quantité importante de glace dans le sous sol martien. Sous la chaleur de l'impact, la glace a fondu et le sol est devenu boueux, ce qui explique les écoulements fluides qui bordent le cratère.

III. De l’eau liquide sur Mars ?

**La présence d’eau sur Mars est le mystère le plus fascinant de la planète rouge. L'eau y a-t-elle coulé ? En jetant un bref coup d'œil aux paysages désertiques qui recouvrent la surface de Mars, on pourrait être tenté d’affirmer que la réponse est non, sachant que la pression atmosphérique est trop faible et la température trop basse pour que l'eau liquide puisse exister. Et pourtant, avec un œil attentif, on peut noter des traces avérées d'un écoulement sur certains clichés. On observe des vallées sinueuses qui rappellent fortement les vallées fluviatiles terrestres. On remarque aussi des preuves d'inondations cataclysmiques, dont la force destructrice dépasse la plus grande imagination. A une époque passée, la planète rouge a-t-elle connu des lacs, rivières, fleuves et océans ?

A- Les terrains chaotiques et les chenaux de décharge

**Les chenaux d'inondation (que l'on appelle aussi vallées de débâcles) sont larges, (plus de 100 Km pour la plupart) et très long (jusqu'à 2000 Km). Ils prennent généralement leur source dans des régions effondrées (terrains chaotiques), mais ce n'est pas toujours le cas. Les vallées de débâcle se forment suite à la libération brutale d'une très grande quantité d'eau, celle ci provenant des régions chaotiques. Des écoulements torrentiels se produisent alors, ravageant tout sur leur passage. L'un des plus importants de la planète Mars est Ares Vallis.

**Tiu Vallis est un chenal d'inondation qui débute dans une zone extrêmement chaotique (Hydaspis Chaos, au centre) et progresse ensuite vers le nord à travers un lit assez étroit, pour s'étendre brusquement en direction du nord et de l'ouest, en érodant sensiblement les terrains environnants.

**Il y a 3 milliards d'années, une montée de magma induit un bombement d'une large région. La forte élévation de température au niveau de la surface libère une énorme quantité d'eau qui se rue avec fureur des hauts plateaux vers les plaines plus basses au nord-est. Un flot gigantesque se forme, charriant un mélange de roches, de boues et d'iceberg dévastant tout sur son passage.
**Le chenal creusé mesure 25 kilomètres de large et 1 kilomètre de profondeur. On peut estimer la quantité d'eau transportée par Ares Vallis en notant le volume du matériel enlevé par l'inondation. On estime que le flot a décapé 200 000 km3 de matériel au niveau des zones chaotiques et du lit du chenal. Pour cela, le débit devait être de 10 millions à 1 milliard de m3/s. Si la hauteur d'eau du flot était de 10 mètres, tout aurait été terminé en 50 jours. Avec une hauteur de 200 mètres, l'inondation aurait durée seulement 9 jours. A titre de comparaison, rappelons le débit moyen annuel du fleuve Amazone qui est de 100 000 m3/s, et en 1993 le Mississippi a atteint un débit maximal de 30 000 m3/s.
**Le flot va parcourir en tout 1800 Km, pour se jeter ensuite dans la plaine de Chryse Planitia, 2,5 Km plus bas. C'est effectivement dans cette région, entre 45°N et 65°N de latitude, que l'on perd la trace des chenaux. La couronne d'éjecta qui entoure les cratères d'impact suggèrent que le sous sol contient de grande quantité de glace. D'autres signes indiquent une sédimentation intense (fractures polygonales dans le sol, éjecta clairs autour de cratères surimposés à la surface plus noire). L'eau a terminé sa course dans Chryse Planitia, nous en sommes sur, mais après ? Qu'est-elle devenue ?

**Le matériau sombre (en bleu) déposé dans Candor Chasma semble être un dépôt de sédiments, cendre volcanique ou sédiments marins laissés par une ancienne mer.

**L'eau s'est peut être immédiatement sublimée, ou elle a disparu de la surface à la faveur de fractures du sol martien. Des lacs de retenue ont pu éventuellement apparaître à l'air libre. A cause de la faible pression atmosphérique et des températures basses, les lacs ne pouvaient pas se maintenir longtemps à l'air libre. La surface a du immédiatement prendre en glace, et l'eau située juste en dessous a pu rester à l'état liquide. La glace a joué le rôle d'isolant, retardant la prise en glace de l'eau et maintenant une pression suffisante pour que celle ci reste liquide. Si la carapace de glace qui recouvrait les lacs a été balayée continuellement par les vents et maintenue propre, la glace s'est petit à petit sublimée. Les vastes tempêtes de poussières qui frappent la planète, la charge importante des flots en sédiments et les dépôts que l'on observe aux pôles laissent penser que la glace n'a pas du rester bien longtemps propre. Si elle a été ensevelie sous des tonnes de débris et de sédiments, elle a pu survivre, ainsi que l'eau situé juste en dessous d'elle. Peut être que ces lacs d'un autre âge existent encore à l'heure actuelle.
**Chryse Planitia pose cependant un gros problème : on n'y trouve aucun signe de delta ou de dépôt massif d'alluvion. Bien au contraire, la région est uniformément plate. La gravité martienne est plus faible que la gravité terrestre (4/10ème), et cela modifie peut être fortement les conditions de sédimentation. L'eau a pu garder ses sédiments de toutes tailles en suspension pendant une longue période, et ceux ci ont finit par se déposer de manière uniforme sur toute la surface du bassin, sans former de delta.
**De même, nous ne savons pas avec certitude pourquoi l'eau a brusquement quitté le sous sol au niveau des zones chaotiques. Enfin, rien ne prouve que de l'eau liquide soit intervenue. Les chenaux ont pu être creusé par de la lave, des torrents de boue ou de la glace. Certains pensent que le vent seul a pu intervenir et donner naissance à ce que l'on observe sur les clichés.

**Les réseaux de vallées sont présents presque partout à la surface de Mars et ils sont la plupart du temps situés sur des vieux terrains. On peut distinguer deux types de réseau : des réseaux longs, sinueux, avec peu d'affluents (Nirgal Vallis) et des réseaux petits, complexes avec de nombreux affluents. Les réseaux de vallées ressemblent au premier abord aux vallées terrestres. Cependant, et contrairement aux vallées terrestres, nous n'avons pas encore observé de lits de rivières au fond des vallées martiennes. De plus, les réseaux de vallées sur Mars ne sont jamais aussi denses que leur réplique terrestre.
**Ces éléments indiquent que les vallées martiennes n'ont pas uniquement été formées sous l'action d'un cours d'eau. Les formes observées sur Mars pourraient également s'expliquer par un sapement de terrains (affaiblissement du sol par des eaux souterraines ou liquéfaction de la glace du sous sol et effondrement d'une partie du terrain). Des processus similaires ont eu lieu sur Terre (au Colorado par exemple). Le sapement permet en fait d'expliquer correctement les réseaux longs et sinueux. Quant aux réseaux plus complexes, ils ont sans doute une double origine : creusement de la vallée sous l'action d'un cours d'eau puis sapement du terrain.

**On le voit, de nombreuses formes d'érosions pourraient s'expliquer par le ruissellement d'eau, celle ci provenant de pluies, de lacs ou d'un océan (Oceanus Borealis). Mais il reste un point important à éclaircir qu'est devenue toute cette eau ?

III. Conclusion : de vastes quantités d’eau
**Si nous sommes sûrs que la croûte superficielle martienne est poreuse, nous ne connaissons cependant pas la valeur exacte de cette porosité, faute de mesures directes. Mais les spécialistes l’évalue à environ 20 %. La quantité d'eau piégée dans le mégarégolite (le sol martien) doit être en fait bien supérieure à 540 mètres, car la glace ne s'est sans doute pas accumulée juste qu'au niveau des pores rocheux. Il existe sans doute dans le sous-sol martien de vastes lentilles entièrement constituées de glace, comme c'est le cas sur Terre par exemple. **

De plus, Mars a du connaître, dans sa "jeunesse", l'eau sous la forme liquide. Il y a des milliards d'années, on devait trouver à la surface de la planète rouge des rivières, des lacs et peut être même un océan. Quand la planète Mars s'est mise à se refroidir progressivement, les lacs ont dù se transformer en étendues glacées et l'océan martien a dù lentement se figer. Quelques-unes de ses énormes étendues d'eau congelées se sont peut-être ensuite retrouvées, enterrées sous plusieurs dizaines de mètres de sols et de poussières, avant d'avoir pu totalement disparaître par sublimation (passage direct de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par une phase liquide). Aujourd'hui, ces vestiges glacés existent peut être encore dans les profondeurs du sous-sol martien. Si c'est le cas, ils doivent contribuer de manière non négligeable aux ressources en eau de la planète rouge.