Des scientifiques de la Scripps Institution of Oceanography ont analysé les météorites martiennes, fournissant ainsi un aperçu de la structure du manteau et de la croûte de Mars. Ces météorites, issues de processus volcaniques similaires à ceux de la Terre mais présentant des caractéristiques uniques, nous aident à comprendre la formation et l'évolution de Mars. Cette recherche soutient les récentes missions de la NASA en offrant une compréhension plus approfondie de la géologie martienne. Crédit : NASA
La recherche sur les météorites martiennes révèle des informations géologiques uniques sur Mars' croûte et manteau, aidant notre compréhension de l'histoire volcanique et atmosphérique de la planète.
Mars a une structure distincte dans son manteau et sa croûte avec des réservoirs discernables, et cela est connu grâce aux météorites que les scientifiques de la Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego et leurs collègues ont analysées sur Terre.
Des météorites formées il y a environ 1,3 milliard d'années puis éjectées de Mars ont été collectées par des scientifiques sur des sites de l'Antarctique et d'Afrique au cours des dernières décennies. Le géologue Scripps Oceanography, James Day, et ses collègues rapportent le 31 mai dans le journal Avancées scientifiques sur les analyses des compositions chimiques de ces échantillons provenant de la Planète rouge.
Ces résultats sont importants pour comprendre non seulement comment Mars s'est formée et évoluée, mais également pour fournir des données précises qui peuvent éclairer les récentes découvertes. NASA des missions comme Insight and Perseverance et Mars Sample Return, a déclaré Day, responsable de l’étude.
« Les météorites martiennes sont les seuls matériaux physiques dont nous disposons sur Mars », a déclaré Day. « Ils nous permettent d’effectuer des mesures précises et exactes, puis de quantifier les processus qui se sont produits sur Mars et à proximité de la surface martienne. Ils fournissent des informations directes sur la composition de Mars qui peuvent étayer la vérité scientifique des missions, comme les opérations en cours du rover Perseverance qui s’y déroulent.
Météorite Nakhla. L’image mesure quatre centimètres de diamètre. Crédit : Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego
Contexte historique des découvertes de météorites
L'équipe de Day a rassemblé son récit de la formation de Mars à l'aide d'échantillons de météorites provenant tous du même volcan, connus sous le nom de nakhlites et de chassignites. Il y a environ 11 millions d'années, un important impact de météore sur Mars a arraché des parties de la planète et envoyé les roches dans l'espace. Certaines d'entre elles ont atterri sur Terre sous forme de météorites, la première d'entre elles ayant été découverte en 1815 à Chassigny, en France, puis en 1905 à Nakhla, en Égypte.
Depuis lors, d’autres météorites de ce type ont été découvertes dans des endroits comme la Mauritanie et l’Antarctique. Les scientifiques sont capables d'identifier Mars comme lieu d'origine car ces météorites sont relativement jeunes, proviennent donc d'une planète récemment active, ont des compositions distinctes de l'élément oxygène abondant par rapport à la Terre et conservent la composition de l'atmosphère de Mars mesurée à la surface. par les atterrisseurs Viking dans les années 1970.
La météorite de Chassigny en lumière cross-polarisée. Cette météorite est dominée par le minéral olivine. Les grains mesurent environ 0,5 millimètre de diamètre. Crédit : Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego
Aperçus géologiques des météorites martiennes
L’équipe a analysé les deux types de météorites clés nakhlite et chassignite. Les Nakhlites sont basaltiques, semblables aux laves en éruption aujourd'hui en Islande et à Hawaï, mais elles sont riches en un minéral appelé clinopyroxène. Les chassignites sont presque exclusivement constituées du minéral olivine. Sur Terre, les basaltes sont un composant majeur de la croûte terrestre, notamment sous les océans, tandis que les olivines sont abondantes dans son manteau.
La même chose est vraie sur Mars. L'équipe a montré que ces roches sont liées les unes aux autres par un processus connu sous le nom de cristallisation fractionnée au sein du volcan dans lequel elles se sont formées. En utilisant la composition de ces roches, ils montrent également que certaines des nakhlites alors fondues incorporaient des portions de croûte proches de la surface qui interagissaient également avec l'atmosphère de Mars.
Comprendre l'activité volcanique de Mars
« En déterminant que les nakhlites et les chassignites proviennent du même système volcanique et qu'elles ont interagi avec la croûte martienne altérée par les interactions atmosphériques, nous pouvons identifier un nouveau type de roche sur Mars », a déclaré Day. « Grâce à la collection existante de météorites martiennes, toutes d'origine volcanique, nous sommes en mesure de mieux comprendre la structure interne de Mars. »
L’équipe a pu y parvenir grâce aux caractéristiques chimiques distinctives des nakhlites et des chassignites, ainsi qu’aux compositions caractéristiques d’autres météorites martiennes. Ceux-ci révèlent une croûte supérieure altérée par l'atmosphère sur Mars, une croûte complexe plus profonde et un manteau où des panaches provenant des profondeurs de Mars ont pénétré jusqu'à la base de la croûte, tandis que l'intérieur de Mars, formé au début de son évolution, a également fondu pour produire types distincts de volcans.
Analyse comparative avec la Terre
« Ce qui est remarquable, c'est que le volcanisme de Mars présente d'incroyables similitudes, mais aussi des différences, avec celui de la Terre », a déclaré Day. « D’une part, les nakhlites et les chassignites se sont formées de la même manière que le volcanisme récent dans des endroits comme Oahu à Hawaï. Là, des volcans nouvellement formés exercent une pression sur le manteau, générant des forces tectoniques qui produisent davantage de volcanisme.
« En revanche, les réservoirs de Mars sont extrêmement anciens et se sont séparés les uns des autres peu après la formation de la planète rouge. Sur Terre, la tectonique des plaques a contribué à reconstituer les réservoirs au fil du temps. En ce sens, Mars constitue un lien important entre ce à quoi la Terre primitive pouvait ressembler et ce à quoi elle ressemble aujourd’hui. »
Outre Day, Marine Paquet de Scripps Oceanography et des collègues de l'Université du Nevada à Las Vegas et du Centre national français de la recherche scientifique ont contribué à l'étude. Le programme NASA Solar Systems Workings and Emerging Worlds a financé la recherche.
