En examinant la minéralogie profonde à l'intérieur des cratères des plaines septentrionales de Mars et en la comparant à la composition des régions de l'hémisphère sud, les scientifiques ont découvert qu'une eau liquide répandue avait probablement altéré la majorité de la croûte de la planète rouge il y a environ 4 milliards d'années. Cependant, les nouvelles découvertes n'appuient pas d'autres études récentes qui suggèrent qu'un océan géant recouvre les hautes terres du nord de Mars.
À l'aide de l'instrument Mars Express OMEGA et de l'instrument CRISM de Mars Reconnaissance Orbiter, John Carter de Bibring à l'Université Paris à Orsay, en France, avec un groupe de scientifiques français et américains, a étudié de grands cratères et trouvé des minéraux qui ne pouvaient se former que dans le présence d'eau. "Nous avons détecté des minéraux hydratés dans environ 10 de ces cratères", a déclaré Carter au Space Magazine, "et nous concluons que l'ancienne croûte a été modifiée de la même manière à la fois dans le sud et dans le nord, dans un environnement très précoce qui était beaucoup plus chaud et plus humide qu'aujourd'hui. »
Carter a ajouté qu'en termes d'histoire de l'eau de Mars, cela signifie que l'eau liquide existait près et à la surface du début de Mars à l'échelle planétaire, et n'est pas limitée à certaines zones des hautes terres du sud.
Mars a une dichotomie entre le nord et le sud, (lire notre article précédent «Les deux visages de Mars expliqués), alors que le sud est ancien, fortement cratérisé et haut, le nord est lisse, avec des plaines basses. Il est également beaucoup plus jeune et moins cratère que le sud. Cela est dû à un processus de manteau volcanique qui a rempli une partie des basses terres et a ainsi effacé toutes les anciennes structures.
Carter et son équipe ont commencé leur travail sur la base d'études de centaines de sites dans l'hémisphère sud de Mars qui se sont révélés avoir des minéraux hydratés qui se sont formés sur ou près de la surface il y a environ 4 milliards de dollars dans un environnement humide et chaud. Alors qu'aujourd'hui Mars ne supporte pas et ne peut pas contenir d'eau liquide à sa surface, les scientifiques savaient qu'un système hydrologique plutôt faible avait existé dans l'hémisphère sud, sur la base de preuves géologiques et morphologiques antérieures.
Si des minéraux dans l'hémisphère nord de Mars s'étaient formés en présence d'eau, ces minéraux auraient été enfouis par la coulée de lave intense et généralisée qui s'est produite il y a environ 3 milliards d'années, refaisant surface dans cette région de la planète. Mais regarder dans les cratères d'impact offre une fenêtre sur le passé de Mars en pénétrant à travers la coulée de lave, ainsi qu'en répandant des morceaux de la croûte sous-jacente sur la surface voisine.
Carter a déclaré que les données d'OMEGA et de CRISM montrent que les assemblages minéraux à l'intérieur et autour de ces cratères dans le nord sont très similaires à ce qui est observé dans les hautes terres anciennes du sud, qui comprend des phyllosilicates ou d'autres silicates hydratés.
"Notre travail élargit notre vision de l'eau liquide sur l'ancien Mars", a déclaré Carter dans un e-mail, "la répandant sur la majeure partie de la planète, et peut également fournir une contrainte sur le moment de l'altération de l'hémisphère nord en ce qui concerne sa formation."
Une autre conclusion, a déclaré Carter, est que ces détections peuvent être une contrainte sur le moment où Mars aurait pu être propice à la formation de la vie. «Le scénario principal qui explique la dichotomie est celui d'un impact oblique entre Mars et un corps céleste de bonne taille, oblitérant et refondant ainsi une grande partie de l'hémisphère nord de Mars. Un tel impact aurait certainement détruit tous les minéraux hydratés préexistants aux profondeurs auxquelles nous les voyons ou dont nous pensons qu'ils proviennent. Ainsi, l'ère de la stabilité de l'eau a probablement eu lieu après cet impact géant et n'a pas duré longtemps (plusieurs centaines de millions d'années au plus). Ainsi, notre travail peut fournir une limite inférieure à cette époque. »
Concernant le scénario de l'océan géant pour les hautes terres du nord, sur lequel un document a été publié la semaine dernière, Carter a déclaré que les conclusions de son équipe montraient des preuves contre ces circonstances. "Les travaux antérieurs d'un certain nombre d'équipes ont en fait montré l'improbabilité d'un océan nordique géant sur Mars de moins de 3 milliards d'années, comme le supposent plusieurs chercheurs", a-t-il déclaré. «Il n'y a aucune preuve morphologique ni minéralogique pour un tel océan. Dans nos 10 cratères des plaines du nord de Mars où nous avons trouvé des minéraux hydratés, nous avons également trouvé des minéraux mafiques comme l'olivine. Cette olivine est presque omniprésente dans les cratères des plaines du nord, et la grande majorité de celle-ci est inchangée. L'olivine est très facilement altérée par l'eau liquide, d'où un océan géant qui aurait submergé tous ces cratères aurait dû altérer toute l'olivine, et c'est rarement le cas. »
Carter a déclaré que l'étude des cratères en orbite constituait un défi. «Il est difficile, par exemple, de distinguer les roches de l'orbite qui ont pu être excavées par l'impact ou qui se sont réellement formées après l'impact lorsque la chaleur libérée et l'eau et / ou la glace existante ont interagi avec la roche pour former de nouveaux minéraux, créant une hydrothermie environnements. Dans notre article, nous avons avancé plusieurs raisons pour lesquelles un scénario d'excavation est préféré à un scénario hydrothermal post-impact. »
Mais les cratères sur Mars offrent une meilleure étude du passé que les cratères sur Terre, car les cratères peuvent exister sur Mars pendant des milliards d'années sans grande dégradation, tandis que sur Terre, l'eau, la tectonique et la croissance des plantes concourent à cacher et à changer les cratères. Carter a déclaré que les matériaux excavés sur Mars ne seraient pas altérés par l'environnement actuel ultra-sec et frais de la planète rouge.
Cette nouvelle recherche paraît dans le numéro du 25 juin 2010 de Science.
Sources: AAAS / Science, échange d'e-mails avec John Carter
