Une nouvelle perspective sur les changements climatiques et l’habitabilité de Mars
Les données recueillies par le rover de la NASA Curiosity ont mis en évidence la présence de dépôts de sulfates au sein de roches sédimentaires trouvées dans le cratère martien Gale, formé il y a environ 3,5 milliards d’années. Cette découverte suggère l'évaporation progressive de l'eau liquide présente à cette époque, reflétant d'importantes variations climatiques qui auraient entraîné la fin de la période géologique la plus humide de l'histoire de Mars. Cette découverte fait l'objet d'un article paru dans Nature Geoscience.
Le rover de la NASA Curiosity a découvert sur Mars, dans le cratère d'impact Gale, des dépôts de sulfates de calcium et de magnésium interstratifiés localement dans les roches sédimentaires argileuses fluvio-lacustres. Cette découverte a été mise en évidence à partir des données de l'instrument ChemCam de Curiosity, un spectromètre qui permet d'analyser à distance la nature et la composition des roches martiennes.
La présence de dépôts de sels tels que les sulfates dans des sédiments lacustres constitue un marqueur fondamental des conditions hydrologiques et atmosphériques passées. Dans le cas des dépôts observés par Curiosity dans le cratère de Gale, ces sulfates correspondent à des épisodes de forte salinité, due à la cristallisation précoce de saumures lors du dépôt des sédiments, ou au début de l’enfouissement de ceux-ci, par évaporation progressive de l’eau liquide présente dans le milieu (voir figure).
La répartition verticale de ces dépôts salins indique une progression discontinue et non-monotone vers un climat aride suggérant des fluctuations séculaires significatives. Il s'agirait d'un nouvel indice important sur l’évolution de l'environnement et l’habitabilité de Mars, qui aurait ainsi connu d'importantes variations climatiques il y a environ 3,5 milliard d’années, mettant fin à la période la plus humide de l'histoire de la planète (nommée l'Hespérien) au profit du climat aride actuel.
Bien que des conditions arides et salines puissent être vues comme un frein au développement d’écosystèmes, cette découverte ne remet pas en cause la recherche de la vie dans le cratère de Gale et sur Mars. Sur Terre, de nombreux lacs salins et hypersalins hébergent une large diversité de formes de vie microbiennes adaptées à ces conditions extrêmes. De plus ces types de dépôts nous renseignent sur la disponibilité du soufre, un ingrédient indispensable pour la vie, dans le cycle de l’eau ancien de Mars. Enfin la cristallisation précoce de sels sulfatés a pu favoriser la séquestration et la préservation de biosignatures moléculaires et microfossiles, faisant de ces dépôts une cible de choix en perspective d’un retour d’échantillons.
Le premier auteur, William Rapin est post-doctorant à Caltech. Il a obtenu sa thèse à l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP, CNRS / Université de Toulouse / CNES) en 2016. Pour cette thèse, il reçoit en 2017 le prix Haüy-Lacroix de la Société Française de Minéralogie et de Cristallographie. William Rapin est auteur ou co-auteur de 35 publications dans des revues à comité de lecture, dont 5 en premier auteur.
Le Laboratoire de géologie de Lyon (LGL-TPE, Université de Lyon Claude Bernard / ENS Lyon / CNRS) est impliqué dans cette recherche via le "Technical Assistance Agreement" avec le Jet Propulsion Laboratoty (Caltech/NASA) dont il bénéficie pour la Mission Mars Science Laboratory. Le Professeur Gilles Dromart associé au LGTPE est est un des "Science Co-Investigator" sur l'instrument ChemCam du robot Curiosity, et fournit une expertise sur le contexte sédimentologique et pétrographique des analyses ChemCam.
Référence
Rapin W., Ehlmann, B., Dromart, G. et al. An interval of high salinity in ancient Gale crater lake on Mars. Nature Geoscience (2019) doi: 10.1038/s41561-019-0458-8