Face nocturne de Vénus. Image obtenue le 10 février 1990 par le spectromètre NIMS de la sonde Galileo. Carte de la couverture nuageuse de Vénus vers 50 kilomètres d’altitude. L’échelle bleu-jaune-rouge correspond à des températures de plus en plus claires.
© CNRS/INSU/Observatoire de Paris

Surface de Mars. Près du bord, des nuages de glace (cirrus) sont présents au sein desquels on peut distinguer des structures. Ces nuages se forment surtout la nuit lorsque la température de l'atmosphère décroît, et se dissipent le jour, sauf en altitude près de sommets volcaniques tels que l’Olympus Mons et l’Ascraeus Mons de ce cliché. Le cycle de l'eau sur Mars, qui est couplé à celui de la poussière en suspension soulevée par les tornades martiennes, est un élément majeur de la météorologie martienne. (Cliché NASA)

Surface glacée d'Europe, un satellite de Jupiter. Sous sa très épaisse croûte de glace, réduite cependant par endroits à une dizaine de kilomètres, Europe pourrait abriter un océan d'eau salée. Cette portion de surface est traversée de grandes fractures parallèles. C'est le long de telles fractures, analogues aux rifts sous-marins des fonds océaniques terrestres, que pourrait remonter l'eau liquide des profondeurs qui gèlerait alors instantanément aux températures régnant en surface. (Cliché NASA)

Aux premiers temps de leur formation, toutes les planètes du système solaire ont possédé de l’eau. Mais leur devenir a donné lieu à des scénarios très divers qui ont abouti à des situations très disparates, suivant leur distance au Soleil et leur taille. C’est ainsi que l’on peut distinguer deux familles de planètes : les planètes rocheuses ou telluriques, plus proches du Soleil, que sont Mercure, Vénus, la Terre et Mars et les grandes planètes gazeuses dites joviennes, plus éloignées du Soleil, que sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Reste Pluton, la planète la plus retirée, que l’on connaît peu.

Mercure est la planète la plus proche du Soleil. Fortement chauffée, son eau s’est progressivement élevée sous forme de vapeur d’eau vers les plus hautes couches de son atmosphère. Là, elle a été dissociée par le rayonnement ultraviolet solaire, donnant de l’oxygène et de l’hydrogène lequel, très léger, s’est échappé dans le milieu interstellaire. C’est aujourd’hui une planète sèche, sans atmosphère, mais qui contiendrait encore une certaine proportion de glace emprisonnée en son sein : des observations radar notamment donnent à penser qu’il pourrait y avoir de la glace au fond des cratères situés au niveau de ses pôles perpétuellement à l’ombre.

Bien que très semblable à la Terre par la taille, la masse et la densité, mais plus proche du Soleil, Vénus a connu un destin très différent. Elle a probablement bénéficié, comme la Terre, d’eau liquide et son atmosphère contenait comme celle de la Terre du gaz carbonique, un gaz à effet de serre. Mais deux fois plus chauffée par le rayonnement solaire, son atmosphère contenait aussi plus de vapeur d’eau, un autre gaz à effet de serre. Cela a eu pour effet d’augmenter encore sa température superficielle et de favoriser ainsi davantage l’évaporation de son eau liquide. Cette boucle infernale ne s’est arrêtée que lorsque toute cette eau fut vaporisée. Dans le même temps, dans la haute atmosphère, comme sur Mercure, les molécules d’eau atmosphériques étaient dissociées par le rayonnement ultraviolet solaire. Aujourd’hui, la quantité de vapeur d’eau restante est faible : si elle était liquide, elle formerait une pellicule de vingt centimètres d’épaisseur sur la surface de la planète.

Mars a déjà reçu la visite de plusieurs sondes qui ont tourné en orbite autour d’elle et dont l’une s’est posée sur son sol. Plus éloignée du Soleil que la Terre, elle aurait été, dans un lointain passé, partiellement recouverte par les flots ainsi qu’en témoigne son sol très raviné. Elle aurait même connu à ses débuts des conditions assez semblables à celles de la Terre au même moment. Mais, sans que les chercheurs sachent encore expliquer pourquoi, elle a perdu toute son atmosphère. Elle s’est alors refroidie. Son eau liquide a également disparu. Qu’est-elle devenue ? Une énorme calotte glaciaire est visible en son pôle Nord, mais son volume est très faible au regard de toute l’eau qui fut probablement présente aux premiers temps de la planète. Bien sûr, une fraction de cette eau s’est probablement échappée dans l’espace. Mais la communauté scientifique pense qu’une partie de toute cette eau pourrait bien être encore présente à l’état gelé dans le sol martien sous forme de pergélisol. Pour tenter de résoudre cette énigme, la sonde " Mars express " de l’Agence Spatiale Européenne qui doit être envoyée sur Mars en 2003 emportera à son bord un robot à même de forer le sol martien sur 1,5 mètres de profondeur et d’analyser les spécimens ainsi prélevés.

L'eau sur Mars (Bruno Bézard)

Au-delà de Mars, les planètes volumineuses que sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont moins bien connues : elles contiennent en profondeur de la vapeur d’eau et des nuages de glace d’eau, récemment identifiés sur Jupiter par la sonde Galileo. Il est également probable que leurs noyaux renferment de la glace. Dans les plus hautes couches de leur atmosphère, une faible quantité de vapeur d’eau a été récemment détectée par le satellite ISO. Cette vapeur d’eau proviendrait de cristaux de glace interplanétaires qui, en pénétrant dans leur atmosphère, se seraient vaporisés. Quant aux anneaux de satellites de ces planètes géantes, ils contiennent beaucoup de glace d’eau. Un des satellites de Jupiter, Europe, est même soupçonné de renfermer, sous sa croûte de glace superficielle, de grandes quantités d’eau liquide.