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. James Day, géologue océanographique de Scripps, et ses collègues rapport 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 formé et évolué, mais également pour fournir des données précises qui peuvent éclairer les récentes missions de la NASA 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 précises, 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. «
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 en mesure d’identifier Mars comme lieu d’origine car ces météorites sont relativement jeunes, proviennent 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.
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.
« 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. Celles-ci révèlent une croûte supérieure altérée par l’atmosphère jusqu’à 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 des phénomènes distincts. types de volcans.
« 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. »
« D’un autre côté, les réservoirs de Mars sont extrêmement anciens, se séparant les uns des autres peu après la formation de la planète rouge. Sur Terre, la tectonique des plaques a contribué à remixer les réservoirs au fil du temps. En ce sens, Mars constitue un lien important entre à quoi aurait pu ressembler la Terre primitive d’après 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.
Plus d’information:
James Day et al, Un manteau hétérogène et une structure crustale formés au début de la différenciation de Mars, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adn9830. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn9830