L'eau sur Mars est l'eau présente sur la planète Mars, quelle que soit la forme (solide, liquide, gazeuse, roche hydratée) sous laquelle elle s'y trouve. Le sol martien, d'après les dernières analysesDécembre 2013., contient entre 1,5 et 3 % d'eau. Seule une petite quantité de vapeur d'eau est présente dans son atmosphère..
Des preuves directes et indirectes de la présence d'eau sur ou sous la surface ont été apportées., telles que zones de glace d'eau (cratères d'impact Korolev, Louth, calottes polaires martiennes...), lits de ruisseaux..., des mesures spectroscopiques., des cratères érodés et des minéraux dont l'existence est liée directement à la présence d'eau liquide (tels que la goethite), de l'hématite cristalline grise, des phyllosilicates, de l'opale. et des sulfates.Glotch, T. et P. Christensen. 2005. Geologic and mineralogical mapping of Aram Chaos: Evidence for water-rich history. J. Geophys. Res. 110. ..
Grâce aux caméras plus perfectionnées présentes sur les orbiteurs martiens tels que Viking, Mars Odyssey, Mars Global Surveyor, Mars Express, et les photographies d'anciens lacs prises par Mars Reconnaissance Orbiter......., d'anciennes vallées fluvialesMorton, O. 2002. Mapping Mars. Picador, NY, NY. une glaciation étendue.Head, J. et D. Marchant. 2006. Evidence for global-scale northern mid-latitude glaciation in the Amazonian period of Mars: Debris-covered glacial and valley glacial deposits in the 30 - 50 N latitude band. Lunar. Planet. Sci. 37. Abstract 1127.Head, J. et D. Marchant. 2006. Modifications of the walls of a Noachian crater in Northern Arabia Terra (24 E, 39 N) during northern mid-latitude Amazonian glacial epochs on Mars: Nature and evolution of Lobate Debris Aprons and their relationships to lineated valley fill and glacial systems. Lunar. Planet. Sci. 37. Abstract 1128.Head, J. , 2006, Modification of the dichotomy boundary on Mars by Amazonian mid-latitude regional glaciation, Geophys. Res. Lett. 33.Garvin, J. , 2002. Lunar Planet. Sci: 33. Abstract # 1255. se sont accumulées. Outre la confirmation visuelle de l'eau grâce à une immense collection d'images, le Gamma Ray Spectrometer (un spectromètre à rayons gamma de la sonde 2001 Mars Odyssey) en orbite a trouvé de la glace juste sous la surface d'une grande partie de la planète... De plus, des études radar ont permis de découvrir de la glace pure dans des formations que l'on croyait être des glaciers.Head, J. , 2005. Tropical to mid-latitude snow and ice accumulation, flow and glaciation on Mars. Nature: 434. 346-350...Plaut, J. , 2008. Radar Evidence for Ice in Lobate Debris Aprons in the Mid-Northern Latitudes of Mars. Lunar and Planetary Science XXXIX. 2290.pdf.Holt, J. , 2008. Radar Sounding Evidence for Ice within Lobate Debris Aprons near Hellas Basin, Mid-Southern Latitudes of Mars. Lunar and Planetary Science XXXIX. 2441.pdf.. L'atterrisseur Phoenix a mis au jour de la glace lors de son atterrissage, a observé la disparition de blocs de glaceBright Chunks at Phoenix Lander's Mars Site Must Have Been Ice – Official NASA press release (June 19, 2008)..., a détecté des chutes de neige. et a même vu des gouttes d'eau liquide....
thumb|Mars vue depuis la sonde Viking 1 du programme Viking de la NASA. Données actuelles et hypothèses Variations au cours du temps vignette|gauche|Cratère d'impact Korolev, de 81 km de diamètre, rempli d'une zone de glace d'eau de 60 km de diamètre et 1,8 km d'épaisseur. Il est aujourd'hui généralement admis que Mars a possédé de grandes quantités d'eau très tôt dans son histoire., période durant laquelle neige et pluie tombaient sur la planète, créant rivières, lacs et peut-être même océansForget, F. , 2006. Planet Mars Story of Another World. Praxis Publishing, Chichester, UK. .Carr, M. 2006. The Surface of Mars. Cambridge University Press. .Craddock, R. et A. Howard, 2002, The case for rainfall on a warm, wet early Mars, J. Geophys. Res. 107: E11.. De grands dépôts d'argile ont été produits. La vie a peut-être même vu le jour. De grandes surfaces d'eau liquide ont disparu, mais les changements climatiques ont fréquemment déposé de grandes quantités de matériaux riches en eau aux moyennes latitudesHead, J. , 2006. Extensive valley glacier deposits in the northern mid-latitudes of Mars: Evidence for the late Amazonian obliquity-driven climate change. Earth Planet. Sci. Lett. 241. 663-671.Madeleine, J. , 2007. Mars: A proposed climatic scenario for northern mid-latitude glaciation. Lunar Planet. Sci. 38. Abstract 1778.Madeleine, J. , 2009. Amazonian northern mid-latitude glaciation on Mars: A proposed climate scenario. Icarus: 203. 300-405.Mischna, M. , 2003. On the orbital forcing of martian water and CO2 cycles: A general circulation model study with simplified volatile schemes. J. Geophys. Res. 108. (E6). 5062.. À partir de ces matériaux, des glaciers et d'autres formes de sols gelés ont pu se former. De petites quantités d'eau ont probablement fondu sur des pentes escarpées de temps en temps et produit des ravins... Des observations ont également permis de détecter des changements annuels sur certaines pentes qui pourraient être dus à de l'eau liquide...
vignette|Cratère d'impact Louth, de 36,3 km de diamètre, et sa zone de glace d'eau résiduelle centrale de 10 km de diamètre. Les conditions actuelles sur la surface de la planète — la température moyenne sur Mars est d'environ —, à l'exception de l'équateur, ne permettent donc pas l'existence à long terme d'eau douce liquide ou d'eau légèrement salée. Malgré cela, les recherches suggèrent que, dans le passé, il y avait de l'eau liquide s'écoulant sur toute la surface de la planète.., créant de grandes surfaces semblables aux océans de la Terre..... Toutefois, la question demeure de savoir où l'eau est allée.. Selon Steve Squyres, chercheur principal de la mission Mars Exploration Rover (MER), « L'idée [de l'eau douce liquide, ou légèrement salée sur Mars a] été résolue. Elle a été résolue par Spirit, elle a été résolue par Opportunity, elle a été résolue par Curiosity, elle a été également largement résolue en orbite »Traduction libre depuis l'anglais : The idea [of liquid water on Mars has] been resolved. It's been resolved by Spirit, it's been resolved by Opportunity, it's been resolved by Curiosity, it's been amply resolved from orbit as well....
vignette|gauche|Nuages de glace d'eau au-dessus de Tharsis Montes. Il n'en va pas de même des saumures : l'eau très salée, présente dans les canyons sur l'équateurDes images de la sonde de la NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) indiquent qu'il y aurait dans des canyons sur l'équateur martien de grandes quantités d'eau à l'état liquide, selon Alfred McEwen, professeur de géologie planétaire à l'université d'Arizona à Tucson (décembre 2013)., pourrait créer une hydrosphère. Bien que Mars soit actuellement très froide, de l'eau pourrait donc exister sous forme liquide si elle contient des sels.. On s'attendait donc à en trouver en surface.. Et, en effet, le , la NASA annonce que des analyses des images en provenance de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter confirmeraient la présence d'eau liquide sur Mars sous forme de sels hydratésSpectral evidence for hydrated salts in recurring slope lineae on Mars, Lujendra Ojha & al., Nature Geoscience, 28 septembre 2015.Il y a de l'eau liquide sur Mars, selon la Nasa, Huffington Post, 28 septembre 2015.. Néanmoins, cette hypothèse a de nombreuses contradictions, pointé par un article de Formation of recurring slope lineae on Mars by rarefied gas-triggered granular flows. F. Schmidt, F. Andrieu, F. Costard, M. Kocifaj and A. G. Meresescu, Nature Geoscience, 20 March 2017. .. En effet, les quantités d'eau nécessaires pour expliquer ces sources d'eau chaque année ne sont pas suffisantes dans l'atmosphère. La source souterraine est aussi très improbable car les RSL se forment parfois sur des sommets. La nouvelle théorie propose l'effet de pompe de Knudsen comme déclencheur des écoulements qui seraient totalement à sec.
vignette|Succession de photographies du cratère Newton : un ruissellement d'eau liquide salée pourrait avoir provoqué les traînées sombres sur ses bords. Il reste aujourd'hui peu d'eau dans les calottes glaciaires et dans l'atmosphère de la planète, ce qui est généralement interprété comme dû à une perte d'eau dans l'espace. Le rapport D/H dans l'atmosphère est en accord avec cette hypothèse mais elle est difficile à concilier avec d'autres contraintes. En 2021, une étude du dégazage volcanique, de la fuite atmosphérique et de l'hydratation crustale, intégrant les contraintes apportées par les orbiteurs, les rovers et les météorites martiennes, indique que le volume d'eau était originellement équivalent à une couche globale de d'épaisseur, mais que la part de cette eau participant au cycle hydrologique a diminué de 40 à 95 % au cours du Noachien (), atteignant les valeurs actuelles vers , tandis que 30 à 99 % de l'eau martienne a été séquestrée par l'hydratation des minéraux de la croûte de la planète, où elle serait encore enfouie...
En 2024, la présence d'eau liquide est confirmée à des profondeurs de sous la surface de Mars, selon une nouvelle analyse des données de l'atterrisseur InSightReservoir of liquid water found deep in Martian rocks, BBC News, 12 août 2024..
Comparaison avec la Terre thumb|gauche|Vue d'artiste de Mars et de son Oceanus Borealis hypothétique, ce à quoi la planète a pu ressembler il y a environ quatre milliards d'années. L'eau est moins abondante sur Mars qu'elle ne l'est sur la Terre, du moins dans ses états liquide et gazeux. La plupart de l'eau connue est bloquée dans la cryosphère (pergélisol et calottes polaires), sous forme de glace, et il n'y a pas d'eau douce liquide à la surface. En effet, la faible valeur de la pression de son atmosphère (0,66 millibars), qui peut varier de 30 % au cours de l'année, ne permet pas à l'eau liquide de s'y maintenir : tant que la pression partielle en est inférieure sur une planète à 6,1 millibars, l'eau ne peut exister que sous forme de vapeur ou de glace.
vignette|La Terre et Mars, à l'échelle. Dans un article paru dans le Journal of Geophysical Research, les scientifiques ont publié une étude sur le lac Vostok en Antarctique et ont découvert qu'elle pourrait avoir des répercussions sur la présence actuelle d'eau liquide sur Mars. Grâce à leurs recherches, les scientifiques sont venus à la conclusion que si le lac Vostok existait avant que la glaciation ne commence, il est probable que le lac n'ait pas gelé entièrement jusqu'au fond. En raison de cette hypothèse, les scientifiques disent que si l'eau liquide avait existé avant les calottes polaires de Mars, il est probable qu'il y a encore de l'eau liquide en dessous de la calotte glaciaire. ; ce qui a été très probablement confirmé par radar en : en effet, un article de la revue Science () affirme qu'une étendue d'eau liquide stable, de 20 km de large, pourrait se situer à 1,5 km sous la glace du pôle sud de Mars.
Informations fournies par les météorites martiennes L'analyse isotopique de l'uranium, du thorium et du plomb dans des zircons extraits de NWA 7034 et NWA 7533 (deux masses d'une même météorite martienne) a permis de mettre en évidence deux épisodes d'altération par de l'eau liquide : un premier entre d'années, déjà identifié dans d'autres météorites martiennes, et un second beaucoup plus récent : entre d'années (Amazonien tardif). La découverte d'eau liquide dans un passé aussi proche implique que Mars a pu avoir de l'eau en sub-surface pendant quasiment toute son histoire, au moins localement, et que c'est peut-être encore le cas de nos jours...
Informations fournies par les sondes spatiales