Perdu dans les terres glacées et austères de l’Antarctique, le lac Don Juan est à la fois une énigme scientifique et une merveille naturelle. Dans cette région où les températures peuvent descendre jusqu’à −50 °C, ses eaux restent généralement liquides, alors que les autres lacs sont recouverts d’une épaisse couche de glace.
Ce lac hypersalin situé dans la vallée de Wright rivalise pour le titre de plan d’eau le plus salé de la planète : avec une concentration en sels dépassant 40 %, il incarne un lieu où la vie, telle que nous la connaissons, peine à exister. Sa composition chimique exceptionnelle pourrait même fournir des indices sur la présence passée ou actuelle d’eau liquide sur Mars.
Le lac Don Juan, dans les vallées sèches de McMurdo en Antarctique. Crédit image : NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.
À retenir sur le lac Don Juan
- Le lac Don Juan, ou Don Juan Pond, se trouve dans les vallées sèches de McMurdo, en Antarctique.
- Sa salinité peut dépasser 40 %, soit plus de dix fois celle de l’eau des océans.
- Sa forte concentration en chlorure de calcium lui permet de rester liquide à des températures extrêmement basses.
- Son alimentation en eau fait l’objet de plusieurs hypothèses scientifiques, notamment la déliquescence des sels et les apports d’eaux souterraines.
- Ses conditions extrêmes intéressent les chercheurs qui étudient la possibilité d’eau liquide et de vie microbienne sur Mars.
Une salinité extrême : pourquoi le lac Don Juan ne gèle-t-il presque jamais ?
Avec sa profondeur pouvant être de l’ordre de 10 cm, le lac Don Juan ressemble davantage à une grande flaque qu’à un véritable étang. Ses dimensions et son niveau d’eau varient toutefois fortement selon les conditions, et il peut parfois être presque asséché.
Sa particularité principale réside dans sa teneur en chlorure de calcium (CaCl₂). Ce composé chimique abaisse considérablement la température de congélation de l’eau, rendant le lac capable de résister au gel même lorsque les températures descendent aux alentours de −50 °C.
Contrairement aux autres lacs des vallées sèches de McMurdo, souvent recouverts de plusieurs mètres de glace, le lac Don Juan ne gèle que très rarement. Cette propriété intrigue les scientifiques depuis sa découverte en 1961.
Le chlorure de calcium est particulièrement efficace pour abaisser le point de congélation. À certaines concentrations, une saumure de ce sel peut rester liquide jusqu’à une température voisine de −52 °C. Ce comportement explique pourquoi le lac est souvent présenté comme un lac qui ne gèle jamais, même si cette formule doit être comprise comme une simplification.
Le lac Don Juan et ses dépôts salins dans la vallée de Wright. Crédit photo : Pierre Roudier (CC BY 2.0).
Une analyse de son eau a révélé une salinité pouvant dépasser 40 %. Pour mettre cela en perspective, les océans ont une salinité moyenne d’environ 3,5 %, le Grand Lac Salé varie fortement selon les secteurs et les périodes, entre environ 5 et 27 %, et la célèbre mer Morte présente une teneur en sels voisine de 34 %.
Le lac Don Juan compte donc parmi les plans d’eau naturels les plus salés de la planète.
Il est toutefois en concurrence avec le lac Gaet’ale, dans la dépression de Danakil, en Éthiopie, dont la salinité mesurée atteint environ 43 %. Le classement dépend notamment des mesures réalisées et des variations de concentration des différents plans d’eau.
La salinité du lac Don Juan est telle qu’elle empêche pratiquement toute vie animale ou végétale de s’y développer. Quant aux micro-organismes extrêmophiles, leur présence et surtout leur activité dans cette saumure extrêmement concentrée restent des questions scientifiques délicates.
Des traces biologiques ont été observées dans les environs et des indices d’activité ont été signalés dans le lac, mais certains de ces phénomènes pourraient aussi résulter de processus purement chimiques.
Le paysage austère entourant le lac Don Juan, en Antarctique. Crédit photo : Pierre Roudier (CC BY 2.0).
La persistance du lac Don Juan : d’où vient son eau ?
Le lac Don Juan ne dépend pas de précipitations classiques pour maintenir son niveau. Les vallées sèches de McMurdo comptent parmi les environnements les plus arides de la planète : les précipitations y sont extrêmement faibles, et les conditions climatiques rendent la présence d’eau liquide particulièrement surprenante.
Pendant des décennies, les scientifiques ont pensé que cette étendue d’eau était alimentée par des eaux souterraines remontant à la surface.
Mais en 2013, les géologues Jay Dickson et James Head, de l’université Brown, ont apporté des arguments en faveur d’une autre explication : l’eau salée pourrait provenir en grande partie de l’atmosphère.
En installant des caméras photographiant régulièrement les environs du lac, ils ont observé des écoulements apparaissant sur les pentes et montré que les sels présents dans le sol des vallées sèches de McMurdo pouvaient absorber l’humidité de l’air par un processus appelé déliquescence.
Ces sels riches en eau produisent alors une saumure susceptible de s’écouler vers l’étang Don Juan, en se mélangeant parfois à de petites quantités d’eau provenant de la fonte de la neige ou de la glace.
Les observations ont notamment révélé que certaines traces sombres d’humidité apparaissaient sur les terrains salés lorsque les conditions atmosphériques devenaient favorables.
Cette explication n’a cependant pas définitivement clos le débat.
En 2017, une étude géochimique menée par Jonathan Toner, David Catling et Ronald Sletten a défendu l’hypothèse d’un système régional d’eaux souterraines profondes contribuant à alimenter le lac et à lui fournir ses sels. D’autres travaux ont confirmé que la déliquescence pouvait effectivement produire des saumures dans les conditions locales.
L’origine précise de l’eau du lac Don Juan reste donc discutée, même si les scientifiques connaissent désormais plusieurs mécanismes capables d’expliquer sa persistance.
Malgré les températures extrêmes de l’Antarctique, où se niche l’endroit le plus froid du monde, ce petit plan d’eau résiste remarquablement au gel grâce à sa composition chimique exceptionnelle.
Le lac Don Juan, au cœur des vallées sèches de McMurdo. Crédit photo : Dturme (CC BY-SA 4.0).
Une fenêtre sur Mars
L’importance scientifique du lac Don Juan dépasse les frontières terrestres. Son étude est un tremplin pour la recherche planétaire. Les scientifiques s’intéressent particulièrement à la manière dont des environnements aussi inhospitaliers parviennent à maintenir de l’eau sous forme liquide.
Cet intérêt n’est pas uniquement académique. Comprendre les processus chimiques et géologiques du lac pourrait aider à décrypter les mystères de l’eau sur Mars, notamment les conditions dans lesquelles des saumures peuvent se former et persister sur une planète très froide et aride.
Des études ont montré que ce système naturel peut fournir des indices sur l’existence passée d’eau liquide dans des environnements extraterrestres. Les scientifiques comparent notamment le lac aux conditions martiennes, où des dépôts de sels et différentes formations géologiques témoignent de la présence ancienne d’eau.
La possibilité que certains micro-organismes survivent dans un environnement aussi extrême constitue également une question importante pour l’astrobiologie. Cela ne démontre évidemment pas que la vie existe ou a existé sur Mars, mais permet de mieux définir les limites des environnements potentiellement habitables.
Le lac Don Juan n’est d’ailleurs pas le seul environnement extrême des vallées sèches de McMurdo à intéresser les chercheurs. Dans la même région, la mystérieuse cascade rouge de Blood Falls laisse s’écouler une saumure riche en fer à la sortie du glacier Taylor. Celle-ci provient d’un système sous-glaciaire abritant des communautés microbiennes adaptées à des conditions difficiles.
Ces deux curiosités antarctiques montrent que l’eau salée peut adopter des comportements inattendus dans des paysages qui semblent, à première vue, totalement dépourvus de vie.
Le géologue Jay Dickson expliquait ainsi dans un article de la NASA consacré au lac Don Juan :
« Il y a certainement des traces biologiques dans les environs de l’étang et des preuves d’une activité biologique dans l’étang lui-même, mais cette activité pourrait s’expliquer par des processus abiotiques. Mars a beaucoup de sel et avait autrefois beaucoup d’eau. »
Autrement dit, même lorsque des observations semblent compatibles avec une activité biologique, les scientifiques doivent d’abord déterminer si des réactions chimiques naturelles peuvent produire les mêmes indices.
Le lac Don Juan, dans la vallée de Wright, photographié en janvier 2016. Crédit photo : Pierre Roudier (CC BY 2.0).
Vidéo du lac Don Juan en Antarctique
Après la montagne en forme de pyramide, voici donc une nouvelle curiosité de l’Antarctique avec une petite vidéo du lac Don Juan, cette étendue d’eau si salée qu’elle ne gèle presque jamais.
Où se trouve le lac Don Juan en Antarctique ?
Le lac Don Juan, également appelé Don Juan Pond, est situé dans la partie supérieure de la vallée de Wright, au sein des vallées sèches de McMurdo, dans la Terre Victoria, en Antarctique.
Son nom n’est pas lié au célèbre séducteur espagnol. Il résulte de l’association des prénoms de deux pilotes d’hélicoptère de l’US Navy, Donald Roe et John Hickey, qui ont aidé les scientifiques lors des premières explorations du site.
Le lac a été repéré le 11 octobre 1961 au cours d’une reconnaissance en hélicoptère. Dans les mois suivants, une équipe du programme de recherche antarctique américain, comprenant notamment George H. Meyer, a réalisé plusieurs missions sur place.
Selon le registre officiel des noms géographiques antarctiques, ses coordonnées de référence sont :
77°34′00″ S, 161°11′00″ E
Soit, en coordonnées décimales :
−77.56667, 161.18333
Ces coordonnées sont celles du registre cartographique, dont la précision exacte n’est pas spécifiée. Elles permettent de situer le lac dans la vallée de Wright, mais ne doivent pas être interprétées comme un relevé GPS centimétrique.
Voici sa position sur Google Maps :
Localisation du lac Don Juan dans la vallée de Wright, en Antarctique. Carte : Google Maps. Les attributions des fournisseurs cartographiques doivent être conservées sur l’image originale.
Pour mieux comprendre ce paysage extrême, découvrez également une carte du sol antarctique sous la glace, révélant les montagnes et les vallées habituellement dissimulées sous l’immense calotte glaciaire du continent.
Sources pour aller plus loin
- NASA Earth Observatory — Saltiest Pond on Earth : salinité, climat, observations et intérêt pour Mars.
- Dickson et al., Scientific Reports (2013) : déliquescence, formation des saumures et alimentation du lac.
- Toner, Catling et Sletten, Earth and Planetary Science Letters (2017) : étude géochimique et hypothèse d’une circulation d’eaux souterraines profondes.
- Earth and Planetary Science Letters (2017) : observations et expériences sur la déliquescence des sels à proximité du lac.
- SCAR Composite Gazetteer of Antarctica : localisation officielle, découverte et origine du nom Don Juan Pond.