L'instrument OMEGA de Mars Express ajoute des détails à Candor Chasma. Crédit image: ESA Cliquez pour agrandir
D'après les observations précédentes, Mars a dû subir des processus entraînés par l'eau, qui ont laissé leur signature dans les structures de surface telles que les systèmes de canaux et les signes d'une érosion aqueuse étendue. Cependant, de telles observations n'impliquent pas nécessairement la présence stable d'eau liquide à la surface sur de longues périodes au cours de l'histoire martienne.
Les données collectées par OMEGA révèlent sans ambiguïté la présence de minéraux de surface spécifiques qui impliquent la présence à long terme de grandes quantités d'eau liquide sur la planète.
Ces minéraux «hydratés», ainsi appelés parce qu’ils contiennent de l’eau dans leur structure cristalline, fournissent un enregistrement «minéralogique» clair des processus liés à l’eau sur Mars.
Pendant 18 mois d'observations, OMEGA a cartographié la quasi-totalité de la surface de la planète, généralement à une résolution comprise entre un et cinq kilomètres, avec certaines zones à une résolution sub-kilométrique.
L’instrument a détecté la présence de deux classes différentes de minéraux hydratés, les «phyllosilicates» et les «sulfates hydratés», sur des zones isolées mais étendues à la surface.
Les deux minéraux sont le résultat d'une altération chimique des roches. Cependant, leurs processus de formation sont très différents et indiquent des périodes de conditions environnementales différentes dans l'histoire de la planète.
Les phyllosilicates, appelés ainsi en raison de leur structure caractéristique en couches minces («phyllo» = couche mince), sont les produits d'altération des minéraux ignés (minéraux d'origine magmatique) entretenant un contact à long terme avec l'eau. Un exemple de phyllosilicate est l'argile.
Les phyllosilicates ont été détectés par OMEGA principalement dans les régions d'Arabie Terra, Terra Meridiani, Syrtis Major, Nili Fossae et Mawrth Vallis, sous forme de dépôts sombres ou d'affleurements érodés.
Les sulfates hydratés, la deuxième grande classe de minéraux hydratés détectés par OMEGA, sont également des minéraux d'origine aqueuse. Contrairement aux phyllosilicates, qui se forment par une altération des roches ignées, les sulfates hydratés se forment sous forme de dépôts d'eau salée; la plupart des sulfates ont besoin d'un environnement d'eau acide pour se former. Ils ont été repérés dans des dépôts en couches à Valles Marineris, dans des dépôts exposés étendus à Terra Meridiani et dans des dunes sombres de la calotte polaire nord.
Quand la modification chimique de la surface qui a conduit à la formation de minéraux hydratés s'est-elle produite? À quel moment de l'histoire de Mars l'eau était-elle en grande quantité à la surface? Les scientifiques d'OMEGA ont combiné leurs données avec celles d'autres instruments et suggèrent un scénario probable de ce qui aurait pu se produire.
«Les gisements de phyllosilicate riches en argile que nous avons détectés se sont formés par altération des matériaux de surface dès les premiers temps de Mars», explique Jean-Pierre Bibring, chercheur principal OMEGA.
«Le matériau modifié doit avoir été enterré par les coulées de lave subséquentes que nous observons autour des zones repérées. Ensuite, le matériau aurait été exposé par l'érosion à des endroits spécifiques ou excavé d'une croûte altérée par des impacts météorologiques », ajoute Bibring.
L'analyse du contexte géologique environnant, combinée aux techniques de comptage des cratères existantes pour calculer l'âge relatif des caractéristiques de surface sur Mars, place la formation de phyllosilicates au début de l'ère noachienne, pendant la période de cratère intense. L'ère noachienne, qui a duré de la naissance de la planète à environ 3,8 milliards d'années, est la première et la plus ancienne des trois ères géologiques de Mars.
"Un système hydrologique actif précoce doit avoir été présent sur Mars pour représenter la grande quantité d'argiles, ou de phyllosilicates en général, que OMEGA a observée", explique Bibring.
Le contact à long terme avec l'eau liquide qui a conduit à la formation de phyllosilicate aurait pu exister et être stable à la surface de Mars, si le climat était suffisamment chaud. Alternativement, l'ensemble du processus de formation aurait pu se produire par l'action de l'eau dans une croûte mince et chaude.
Les données OMEGA montrent également que les gisements de sulfate sont distincts des phyllosilicates et se sont formés par la suite. Pour se former, les sulfates n'ont pas besoin d'une présence particulièrement longue d'eau liquide, mais l'eau doit y être et elle doit être acide.
La détection et la cartographie de ces deux différents types de minéraux hydratés indiquent deux épisodes climatiques majeurs dans l'histoire de Mars: un début? Noachian? environnement humide dans lequel les phyllosilicates se sont formés, suivi d'un environnement plus acide dans lequel les sulfates se sont formés. Ces deux épisodes ont été séparés par un changement climatique global sur Mars.
"Si nous regardons les preuves d'aujourd'hui, l'ère dans laquelle Mars aurait pu être habitable et une vie soutenue serait le premier Noachien, tracé par les phyllosilicates, plutôt que par les sulfates. Les minéraux argileux que nous avons cartographiés pourraient encore conserver des traces d'un éventuel développement biochimique sur Mars », conclut Bibring.
Source d'origine: portail ESA
