Depuis des années, les scientifiques ont compris que Mars était autrefois un endroit plus chaud et plus humide. Entre les caractéristiques du terrain qui indiquent la présence de rivières et de lacs et les dépôts minéraux qui semblaient se dissoudre dans l'eau, les preuves attestant de ce passé «aqueux» ne manquent pas. Cependant, à quel point le climat était chaud et humide il y a des milliards d'années (et depuis) a fait l'objet de nombreux débats.
Selon une nouvelle étude d'une équipe internationale de scientifiques de l'Université du Nevada, Las Vegas (UNLV), il semble que Mars ait pu être beaucoup plus humide que les estimations précédentes ne le laissaient croire. Avec l'aide du laboratoire de Berkeley, ils ont effectué des simulations sur un minéral trouvé dans des météorites martiennes. À partir de cela, ils ont déterminé que Mars avait peut-être beaucoup plus d'eau à sa surface qu'on ne le pensait auparavant.
Lorsqu'il s'agit d'étudier le système solaire, les météorites sont parfois la seule preuve physique disponible pour les chercheurs. Cela inclut Mars, où les météorites récupérées à la surface de la Terre ont contribué à éclairer le passé géologique de la planète et quels types de processus ont façonné sa croûte. Pour les géoscientifiques, ils sont le meilleur moyen de déterminer à quoi ressemblait Mars il y a des éons.
Malheureusement pour les géoscientifiques, ces météorites ont subi des changements en raison de la force cataclysmique qui les a expulsées de Mars. Comme le Dr Christopher Adcock, professeur adjoint de recherche au Département des géosciences de l'UNLV et auteur principal de l'étude, a déclaré à Space Magazine par e-mail:
«Les météorites martiennes sont des morceaux de Mars, fondamentalement, ce sont nos seuls échantillons de Mars sur Terre jusqu'à ce qu'il y ait un échantillon de mission de retour. Beaucoup des découvertes que nous avons faites sur Mars proviennent d'études sur les météorites martiennes et ne seraient pas possibles sans elles. Malheureusement, ces météorites ont toutes subi un choc en étant éjectées de la surface martienne lors des impacts. »
Sur les plus de 100 météorites martiennes qui ont été récupérées ici sur Terre, et dont l'âge varie entre 4 milliards d'années et 165 millions d'années. On pense également qu'ils sont venus de seulement quelques régions de Mars et étaient probablement des éjectas créés à partir d'événements d'impact. Et au cours de leur examen, les scientifiques ont remarqué la présence d'un minéral de phosphate de calcium connu sous le nom de merrillite.
En tant que membre du groupe des whitlockites que l'on trouve couramment dans les météorites lunaires et martiennes, ce minéral est connu pour être anhydre (c'est-à-dire ne contenant pas d'eau). À ce titre, les chercheurs ont tiré la conclusion que la présence de ces minéraux indique que Mars avait un environnement aride lorsque ces roches ont été éjectées. Cela correspond certainement à ce à quoi ressemble Mars aujourd'hui - froid, glacé et sec comme un os.
Pour les besoins de leur étude - intitulée «Shock-Transformation of Whitlockite to Merrillite and the Implications for Meteoritic Phosphate», publiée récemment dans la revue Nature Communications - l'équipe de recherche internationale a envisagé une autre possibilité. À l'aide d'une version synthétique de la whitlockite, ils ont commencé à mener des expériences de compression par choc sur celle-ci, conçues pour simuler les conditions dans lesquelles les météorites sont éjectées de Mars.
Cela consistait à placer l'échantillon de whitlockite synthétique à l'intérieur d'un projectile, puis à utiliser un pistolet à gaz d'hélium pour l'accélérer jusqu'à des vitesses de 700 mètres par seconde (2520 km / h ou 1500 mph) dans une plaque métallique - le soumettant ainsi à une chaleur intense et pression. L'échantillon a ensuite été examiné à l'aide de la source lumineuse avancée (ALS) du Berkeley Lab et des instruments APS (Advanced Photon Source) du laboratoire national d'Argonne.
«Lorsque nous avons analysé ce qui sortait de la capsule, nous avons constaté qu'une quantité importante de whitlockite s'était déshydratée en minéral merrillite», a déclaré Adcock. «La merrillite se trouve dans de nombreuses météorites (y compris martiennes). Cela signifie qu'il est possible que les météorites rocheuses soient faites à partir de la vie initiale avec de la whitlockite dans un environnement avec plus d'eau qu'on ne le pensait auparavant. Si c'était vrai, cela indiquerait plus d'eau dans le passé martien et le début du système solaire. »
Non seulement cette découverte augmente le «budget de l'eau» pour Mars dans le passé, mais elle soulève également de nouvelles questions sur l'habitabilité de Mars. En plus d'être soluble dans l'eau, la whitlockite contient également du phosphore - un élément crucial pour la vie ici sur Terre. Combiné avec des preuves récentes qui montrent que l'eau liquide existe toujours à la surface de Mars - quoique de manière intermittente - cela soulève de nouvelles questions quant à savoir si Mars avait ou non la vie dans le passé (ou même aujourd'hui).
Mais comme l'a expliqué Adcock, d'autres expériences et preuves seront nécessaires pour déterminer si ces résultats indiquent un passé plus aquatique:
«En ce qui concerne la vie, nos résultats sont très favorables à la possibilité - mais nous avons besoin de plus de données. Nous avons vraiment besoin d'un exemple de mission de retour ou nous devons y aller en personne - une mission humaine. La science se rapproche des réponses à un certain nombre de grandes questions sur notre système solaire, la vie ailleurs et Mars. Mais c'est un travail difficile quand tout doit être fait de loin. »
Et les rendements des échantillons sont certainement à l'horizon. La NASA espère mener la première étape de ce processus avec son Mars 2020 Rover, qui collectera des échantillons et les laissera dans une cache pour une récupération future. Le rover ExoMars de l'ESA devrait se rendre sur Mars la même année et obtiendra également des échantillons dans le cadre d'une mission de retour d'échantillons sur Terre.
Ces missions devraient être lancées à l'été 2020, lorsque les planètes seront de nouveau au plus près. Et avec des missions en équipage à la surface prévues pour la décennie suivante, nous pourrions voir les premiers échantillons non météoritiques de Mars ramenés sur Terre pour analyse.
