Pourquoi l'eau liquide ne peut-elle pas tenir à la surface de Mars ?

Parce que l'air y est beaucoup trop ténu. Mars a bien une atmosphère, surtout du dioxyde de carbone, mais sa pression moyenne au sol n'atteint qu'environ 0,6 % de celle de la Terre. À une pression aussi faible, l'eau liquide pure est instable : elle gèle, s'évapore ou bout. Cette atmosphère ténue interdit l'eau liquide en surface aujourd'hui, même si de nombreuses études suggèrent que Mars en avait autrefois une bien plus épaisse.

On l'a appris en 1965. Quand la sonde Mariner 4 de la NASA est passée derrière la planète, les scientifiques se sont servis des variations de son signal radio pour calculer la densité de l'atmosphère. La pression obtenue était inférieure à 1 % de celle de la Terre au niveau de la mer, ce qui excluait en pratique l'eau liquide. Il reste une échappatoire : des saumures, comme le sel répandu sur les routes verglacées, pourraient avoir un point de congélation assez bas pour rester liquides.

Le froid aggrave les choses. Mars est plus loin du Soleil et reçoit moins d'énergie solaire, et même si son air est presque entièrement du dioxyde de carbone, il y en a si peu que l'effet de serre n'ajoute qu'environ 5 °C, contre 33 °C sur Terre. Avec si peu d'air pour garder la chaleur, la température près du sol peut passer d'environ −75 °C à près de 0 °C en une journée dans certaines régions.

Et cet air change sans cesse. Il s'amincit d'environ 25 % en hiver, quand le dioxyde de carbone gèle sur les calottes polaires, et il fuit vers l'espace depuis que le noyau de la planète a ralenti. Ce qui reste soulève encore beaucoup de poussière : des tempêtes qui enveloppent toute la planète surviennent environ tous les 5,5 ans terrestres et peuvent menacer les rovers, et en 2018 une tempête a changé la couleur et l'éclat de la planète au point qu'on pouvait le remarquer à l'œil nu.