Comment les scientifiques ont révélé un nouveau type de roche martienne sans la roche

Des météorites extrêmement rares ont fourni de nouveaux indices sur la géologie de la planète rouge.

L’inventaire des météorites de Mars est étonnamment petit : moins de 400 des roches spatiales connues identifiées ici proviennent de la planète rouge.

Le nombre de nakhlites et de chassignites, deux des trois principaux types de météorites martiennes, est encore plus réduit, dont il n'existe que 35 échantillons dans le monde, selon la Meteoritical Society. Mais les scientifiques ne savent pas grand-chose à leur sujet, même s’ils possèdent de nombreuses roches depuis des décennies. James Day, géologue et géochimiste à l'UC San Diego, voulait percer leurs secrets.

Après que lui et une équipe de scientifiques aient effectué la première analyse complète de cette collection, ils ont fait une découverte inattendue – un nouveau type de roche martienne – mais sans que la roche réelle ni aucune autre ne corresponde à sa description sur Terre.

La découverte est basée sur une signature géochimique cryptique intégrée dans certains spécimens. Ce type de roche distinct est probablement la croûte de Mars, selon la recherche publiée dans la revue Science Advances.

« C'est une empreinte digitale indélébile. Cela ne peut rien être d'autre. Elle vous regarde littéralement dans les données », a-t-il déclaré à Indigo Buzz. « Nous trouverons probablement ces roches sur Mars. »

La NASA estime qu'environ 48,5 tonnes de météores anciens tombent quotidiennement sur Terre, mais une grande partie se vaporise dans l'atmosphère ou plonge dans l'eau, qui couvre plus de 70 % de la planète. Les gens ont découvert plus de 82 000 météorites, mais seulement 0,5 % environ provenaient de Mars.

Toutes les météorites martiennes connues proviennent de volcans. Les nakhlites et les chassignites semblent être liées les unes aux autres par ce que l'on appelle la « cristallisation fractionnée », un moyen principal de provoquer des modifications chimiques dans les magmas. Les scientifiques pensent que les deux types proviennent du même système volcanique, lancé dans l'espace après qu'un gros météore s'est écrasé sur Mars il y a peut-être 11 millions d'années. La collision aurait pu projeter des décombres de son atmosphère dans l’espace. Au fil du temps, certains de ces fragments auraient pu se rendre sur Terre.

Après une inspection minutieuse, l’équipe a trouvé un enregistrement de l’atmosphère martienne dans certains nakhlites – mais pas dans tous. La composition correspond aux mesures prises par les atterrisseurs Viking de la NASA dans les années 1970. Les scientifiques pensent que les nakhlites en fusion ont suinté à la surface de Mars, ou juste en dessous, faisant fondre une partie de la croûte et l'incorporant.

« Imaginez que vous êtes un Martien et que vous avez un morceau de Terre dans votre collection de météorites, et qu'il vient d'Hawaï. Vous ne savez pas qu'il vient d'Hawaï, mais vous avez ce rocher », a déclaré Day. « Cette roche, lorsqu'elle s'est formée, a fondu, elle a coulé sur des roches très altérées, et ces roches très altérées ont une signature de l'atmosphère terrestre. »

Grâce aux isotopes du soufre, qui sont modifiés dans l'atmosphère de Mars, l'équipe pourrait alors déduire à quoi ressembleraient ces roches. Les roches, que l’équipe n’a pas nommées, sont de nature basaltique. Sur Terre, les basaltes sont abondants comme substrat rocheux du fond océanique et dans les zones où la lave a coulé, comme à Hawaï et en Islande.

Ils sont également assez anciens car les nakhlites eux-mêmes sont anciens, formés il y a environ 1,3 milliard d’années. Pour que les roches de la croûte soient mélangées au matériau nakhlite, elles devraient être plus anciennes, a déclaré Day.

Mais pourquoi cette croûte martienne n’aurait-elle pas atterri sur Terre sous la forme d’une météorite ? Day pense que ces roches ne conservent probablement pas bien leur forme, ce qui rend peu probable que des morceaux survivent à un impact catastrophique d'un météore sur Mars. Si des fragments explosaient dans l’espace, il serait encore plus improbable qu’ils parcourent le chemin jusqu’à la surface de la Terre sans être détruits.

« C'est une empreinte digitale indélébile. Cela ne peut être rien d'autre. »

En plus du nouveau type de roche spéculé, l'étude donne un aperçu de la structure interne de la planète rouge – à certains égards similaire à celle de la Terre et à d'autres égards très différente. L’équipe suggère que Mars a une croûte supérieure modifiée du point de vue atmosphérique, une croûte plus profonde complexe et un manteau où des panaches ont pénétré la base de la croûte. Au début de l’évolution de la planète, son intérieur a fondu pour former des types distincts de volcans, et cela semble être resté ainsi.

Les nakhlites et les chassignites se sont formées de la même manière que les roches volcaniques d'Hawaï et d'Islande. Là, les volcans exercent une pression sur le manteau, provoquant des forces tectoniques qui créent davantage d’activité volcanique. Mais sur Terre, la tectonique des plaques a également remixé les réservoirs qui alimentent les volcans au fil du temps, rendant l’intérieur plus homogène. Ce n'est pas le cas sur Mars, où les réservoirs sont restés distincts.

Le rover Perseverance de la NASA, un laboratoire de la taille d'une voiture sur six roues, collecte des échantillons du cratère Jezero sur Mars depuis 2021 afin qu'ils puissent être ramenés pour un examen scientifique. Les scientifiques pensent que des organismes microscopiques auraient pu exister dans cette région, un ancien delta asséché, il y a longtemps. Mais le projet visant à envoyer des roches et des grains vers la Terre, une mission complexe appelée Mars Sample Return, est menacé. Ses coûts croissants ont conduit à des licenciements et à des avertissements d'annulation de la part du Congrès. L'agence lance désormais un appel désespéré à une aide extérieure pour sauver la mission.

Day espère que la NASA trouvera un moyen de ramener ces échantillons chez elle. Mais si cela ne se produit pas, les humains peuvent encore apprendre beaucoup de ces météorites.

« On pourrait penser que nous aurions tout fait sur ces rochers. Ce n'est pas le cas », a-t-il déclaré. « Il reste encore beaucoup de science à faire. »