Le rover Curiosity de la NASA, qui explore actuellement le cratère Gale sur Mars, fournit de nouveaux détails sur la façon dont l’ancien climat martien est passé d’un climat potentiellement propice à la vie (avec des preuves de la présence d’eau liquide répandue à la surface) à une surface inhospitalière à la vie terrestre telle que nous la connaissons. il.
Bien que la surface de Mars soit aujourd’hui glaciale et hostile à la vie, les explorateurs robotiques de la NASA sur Mars recherchent des indices pour savoir si elle aurait pu abriter la vie dans un passé lointain. Les chercheurs ont utilisé des instruments à bord de Curiosity pour mesurer la composition isotopique des minéraux riches en carbone (carbonates) trouvés dans le cratère Gale et ont découvert de nouvelles informations sur la transformation du climat ancien de la planète rouge.
« Les valeurs isotopiques de ces carbonates indiquent des quantités extrêmes d’évaporation, ce qui suggère que ces carbonates se sont probablement formés dans un climat qui ne pouvait supporter que de l’eau liquide transitoire », a déclaré David Burtt du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, et auteur principal de l’ouvrage. un article décrivant cette recherche publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
« Nos échantillons ne correspondent pas à un environnement ancien avec de la vie (biosphère) à la surface de Mars, bien que cela n’exclue pas la possibilité d’une biosphère souterraine ou d’une biosphère de surface qui a commencé et s’est terminée avant la formation de ces carbonates. »
Les isotopes sont des versions d’un élément avec des masses différentes. À mesure que l’eau s’évaporait, les versions légères du carbone et de l’oxygène étaient plus susceptibles de s’échapper dans l’atmosphère, tandis que les versions lourdes restaient plus souvent sur place, s’accumulant en plus grande abondance et, dans ce cas, étant finalement incorporées aux roches carbonatées.
Les scientifiques s’intéressent aux carbonates en raison de leur capacité avérée à servir d’enregistrement climatique. Ces minéraux peuvent conserver les signatures des environnements dans lesquels ils se sont formés, notamment la température et l’acidité de l’eau, ainsi que la composition de l’eau et de l’atmosphère.
L’article propose deux mécanismes de formation pour les carbonates trouvés à Gale. Dans le premier scénario, les carbonates se forment au cours d’une série de cycles humides-secs dans le cratère Gale. Dans le second cas, des carbonates se forment dans de l’eau très salée dans des conditions froides de formation de glace (cryogéniques) dans le cratère Gale.
« Ces mécanismes de formation représentent deux régimes climatiques différents qui peuvent présenter différents scénarios d’habitabilité », a déclaré Jennifer Stern de la NASA Goddard, co-auteur de l’article. « Un cycle humide-sec indiquerait une alternance entre des environnements plus et moins habitables, tandis que les températures cryogéniques aux latitudes moyennes de Mars indiqueraient un environnement moins habitable où la majeure partie de l’eau est emprisonnée dans la glace et non disponible pour la chimie ou la biologie. , et ce qu’il y a là est extrêmement salé et désagréable à vivre. »
Ces scénarios climatiques pour l’ancienne Mars ont déjà été proposés, basés sur la présence de certains minéraux, une modélisation à l’échelle mondiale et l’identification de formations rocheuses. Ce résultat est le premier à ajouter des preuves isotopiques provenant d’échantillons de roches à l’appui des scénarios.
Les valeurs des isotopes lourds dans les carbonates martiens sont nettement supérieures à celles observées sur Terre pour les minéraux carbonatés et constituent les valeurs des isotopes du carbone et de l’oxygène les plus lourdes enregistrées pour tous les matériaux martiens. En fait, selon l’équipe, les climats humides-secs et froids-salés sont nécessaires à la formation de carbonates si riches en carbone lourd et en oxygène.
« Le fait que ces valeurs isotopiques du carbone et de l’oxygène soient plus élevées que tout ce qui est mesuré sur Terre ou sur Mars indique qu’un ou plusieurs processus sont poussés à l’extrême », a déclaré Burtt.
« Bien que l’évaporation puisse provoquer des changements isotopiques importants sur Terre, les changements mesurés dans cette étude étaient deux à trois fois plus importants. Cela signifie deux choses : 1) il y avait un degré extrême d’évaporation qui rendait ces valeurs isotopiques si lourdes, et 2 ), ces valeurs plus lourdes ont été préservées, de sorte que tout processus susceptible de créer des valeurs isotopiques plus légères aurait dû être d’une ampleur nettement inférieure », a-t-il poursuivi.
Cette découverte a été faite à l’aide des instruments Sample Analysis at Mars (SAM) et Tunable Laser Spectrometer (TLS) à bord du rover Curiosity. Le SAM chauffe les échantillons jusqu’à près de 1 652 degrés Fahrenheit (près de 900 °C), puis le TLS est utilisé pour analyser les gaz produits pendant cette phase de chauffage.
Plus d’informations :
David G. Burtt et al, Isotopes de carbone et d’oxygène hautement enrichis dans le CO2 dérivé du carbonate au cratère Gale, Mars, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2321342121