Le cratère Gale sur Mars ressemblait à l'Islande il y a 3,5 milliards d'années


 
Le cratère Gale, terrain d'investigation du rover Curiosity depuis août 2012 fait l'objet d'une étude menée par des scientifiques de l'Université Rice, comparant les données du rover américain à des endroits sur Terre où des formations géologiques similaires ont subi une altération dans différents climats.
 
Le terrain basaltique et le temps frais de l'Islande, avec des températures généralement proches de 0°, se sont révélés être l'analogue le plus proche de l'ancienne Mars. L'étude a démontré que la température est le facteur qui influence le plus l'aspect des roches formées à partir des sédiments déposés par les anciens ruisseaux martiens.
L'étude de Michael Thorpe, ancien postdoctoral, du géologue Kirsten Siebach et du géoscientifique Joel Hurowitz de l'Université d'État de New York, a tenté de répondre aux questions sur les forces qui ont affecté les sables et la boue dans l'ancien lit du lac, présent dans le cratère de Gale il y a 3,5 milliards d'années.
Les données recueillies par Curiosity lors de ses déplacements depuis son atterrissage sur Mars en 2012 fournissent des détails sur les états chimiques et physiques des sol boueux formés dans un ancien lac, mais la chimie ne révèle pas directement les conditions climatiques lorsque les sédiments se sont érodés en amont. Pour cela, les scientifiques ont dû rechercher des roches et des sols similaires sur Terre pour trouver une corrélation entre les planètes.
L'étude reprend des données climatiques bien connues et variées en Islande, en Idaho et dans le monde entier pour voir laquelle correspondait le mieux à ce que le rover observe dans le cratère qui englobe le mont Sharp.
Le cratère contenait autrefois un lac, mais le climat qui permettait à l'eau de le remplir fait l'objet d'un long débat. Certains soutiennent que le début de Mars était chaud et humide et que les rivières et les lacs étaient couramment présents. D'autres pensent qu'il faisait froid et sec et que les glaciers et la neige étaient plus courants.
« Les roches sédimentaires dans le cratère Gale détaillent plutôt un climat qui se situe probablement entre ces deux scénarios », a déclaré Thorpe, maintenant scientifique du retour d'échantillons de Mars au centre spatial Johnson de la NASA. « L'ancien climat était probablement glacial, mais semble également avoir soutenu l'eau liquide dans les lacs pendant de longues périodes. »
Les chercheurs ont été surpris qu'il y ait eu si peu d'altération des roches sur Mars après plus de 3 milliards d'années, de sorte que les anciennes roches de Mars étaient comparables aux sédiments islandais dans une rivière et un lac d'aujourd'hui.
« Sur Terre, les couches de roches sédimentaires font un travail fantastique de maturation avec le temps à l'aide de l'altération chimique », a noté Thorpe. « Cependant, sur Mars, nous voyons de très jeunes minéraux qui sont plus vieux que toutes les roches sédimentaires sur Terre, ce qui suggère que l'altération était limitée. »
Les chercheurs ont directement étudié les sédiments de l'Idaho et de l'Islande et ont compilé des études sur des sédiments basaltiques similaires provenant d'une gamme de climats à travers le monde, de l'Antarctique à Hawaï, pour encadrer les conditions climatiques qu'ils pensaient possibles sur Mars lorsque l'eau coulait dans le cratère Gale.
« La Terre a fourni un excellent laboratoire pour nous dans cette étude, où nous avons pu utiliser une gamme d'endroits pour voir les effets de différentes variables climatiques sur l'altération », a déclaré Siebach, membre de l'équipe Curiosity qui sera un opérateur du rover Perseverance après son atterrissage en février prochain. « L'éventail des climats sur Terre nous a permis de calibrer notre thermomètre pour mesurer la température sur l'ancienne Mars. »
La composition du sable et de la boue en Islande correspondait le plus à Mars sur la base d'une analyse via l'indice d'altération chimique standard (CIA), un outil géologique de base utilisé pour déduire le climat passé de l'altération chimique et physique d'un échantillon.
« Lorsque l'eau coule à travers les roches pour les éroder et les altérer, elle dissout les composants chimiques les plus solubles des minéraux qui forment les roches », a déclaré Siebach. « Sur Mars, nous avons vu que seule une petite fraction des éléments qui se dissolvent le plus rapidement avait été perdue dans la boue par rapport aux roches volcaniques, même si la boue a la plus petite granulométrie et est généralement la plus altérée.
« Cela limite vraiment la température annuelle moyenne sur Mars lorsque le lac était présent, car s'il faisait plus chaud, ces éléments auraient été beaucoup plus évacué. »
 

Les résultats ont également indiqué que le climat a changé au fil du temps, passant de conditions de type antarctique à des niveaux plus islandais tandis que les processus fluviaux continuaient à déposer des sédiments dans le cratère. Ce changement montre que la technique peut être utilisée pour suivre les changements climatiques sur l'ancienne Mars.
Alors que l'étude s'est concentrée sur la partie la plus basse et la plus ancienne des sédiments lacustres que Curiosity a explorée, d'autres études ont également indiqué que le climat martien a probablement fluctué et est devenu plus sec avec le temps. Des techniques similaires pourraient être utilisées par Perseverance pour comprendre le climat ancien autour de son site d'atterrissage dans le cratère de Jezero.

 
   
 
 
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