Mercure a une réputation, qui tient en grande partie à l’endroit où elle se trouve – plus proche du Soleil que toute autre planète du système solaire. Cette proximité impitoyable signifie que Mercure devient chaude. Vraiment chaud.
Le jour, les températures sur Mercure peuvent atteindre 430 °Celsius (800 °Fahrenheit), mais elles peuvent aussi chuter à -180 °C (-290 °F) la nuit. Ensuite, il y a les endroits de Mercure où le Soleil ne brille jamais.
À ses pôles, Mercure – comme la Lune – possède ce que l’on appelle des “zones d’ombre permanente” (PSR) : des recoins cratérisés qui existent dans un état d’obscurité éternelle, bien qu’ils soient relativement proches du Soleil.
Dans les années 1990, les observations radar au sol de Mercure ont commencé à relever des relevés anormaux à l’intérieur de ces PSR, mais ce n’est que lorsque la sonde MESSENGER de la NASA a visité la planète en 2011 que nous avons eu la chance de confirmer ce que ces anomalies étaient réellement : des dépôts de glace d’eau, figés à jamais dans une ombre inaltérable.
S’il peut sembler ironique que la glace d’eau se perpétue indéfiniment sur un monde aussi chaud que l’enfer, c’est parfaitement compréhensible. Néanmoins, le phénomène est explicable : les astéroïdes, les comètes et les météorites peuvent livrer de la glace lorsqu’ils s’écrasent sur la surface des planètes, et si ces livraisons de glace finissent dans les sombres cratères, elles ne voient jamais la lumière du soleil, et n’ont jamais la chance de dégeler.
Non, la véritable ironie réside dans quelque chose d’autre. Dans une nouvelle étude, les scientifiques proposent qu’au moins une partie de la glace de Mercure est en fait produite à cause de la chaleur extrême et punitive que la petite planète endure sous les rayons de notre Soleil.
Cela peut sembler bizarre, mais selon une équipe de l’Institut de technologie de Géorgie, il s’agit d’un phénomène bien connu.
“Il ne s’agit pas d’une idée étrange, hors des sentiers battus”, explique le chimiste Brant Jones, co-investigateur du laboratoire REVEAL (Radiation Effects on Volatiles and Exploration of Asteroids and Lunar Surfaces) de Georgia Tech.
“Le mécanisme chimique de base a été observé des dizaines de fois dans des études depuis la fin des années 1960”
Dans le nouvel article de l’équipe, les chercheurs utilisent la modélisation pour explorer comment ce mécanisme chimique pourrait avoir lieu sur Mercure, dans un processus continu de formation d’eau qui repose sur les minéraux du sol de surface de la planète et un processus appelé désorption recombinante (RD).
Les minéraux du sol contiennent des oxydes métalliques, qui sont bombardés par des particules de protons chargées transportées par le vent solaire, ce qui entraîne la formation d’hydroxyles liés, d’hydrogène moléculaire et d’eau. Dans un environnement sans air, et sous une chaleur extrême, les molécules d’H20 seraient libérées du sol de surface, diffusant et dérivant à travers l’environnement sans atmosphère de Mercure.
Si de telles molécules d’eau dérivent dans l’ombre permanente de Mercure, elles y gèleront probablement et ne reverront jamais la lumière du jour.
“L’eau formée par ce mécanisme s’accumulera inévitablement dans les PSR froids et contribuera en quantité significative à la surface de Mercure au cours des périodes géologiques”, expliquent les chercheurs dans leur article.
Dans l’ensemble, les livraisons de glace provenant d’astéroïdes et de météorites représenteraient toujours la grande majorité de la glace polaire de Mercure, affirme l’équipe, mais l’usine à glace secrète de la planète pourrait tout de même produire une énorme quantité de produit.
“La quantité totale qui, selon nos hypothèses, deviendrait de la glace est de 10^^13 kilogrammes (10 000 000 000 000 kilogrammes ou 10 000 000 000 tonnes) sur une période d’environ 3 millions d’années”, explique Jones.
“Ce processus pourrait facilement représenter jusqu’à 10 % de la glace totale de Mercure”
Pas mal du tout, pour un petit paysage d’enfer chaud adjacent au Soleil. Et pour l’homme, en termes d’exploration spatiale future et de colonisation planétaire (si ce n’est jamais Mercure), les mêmes processus chimiques pourraient permettre de trouver de l’eau dans des environnements qui ne sont pas connus pour en avoir.
“Des quantités significatives d’eau synthétisée à partir de RD peuvent contribuer à la présence d’eau non seulement à la surface de Mercure, mais aussi sur d’autres corps sans air qui ont été implantés avec des protons du vent solaire et ont subi une excursion thermique importante”, indiquent les chercheurs.
“Cela ferait de la RD un terme source généralement significatif mais non reconnu pour la production d’eau moléculaire sur plusieurs corps du système solaire.”
Les résultats sont publiés dans Astrophysical Journal Letters.