Minuscule en forme d'étoile et de machaon, les bosses sombres dans le substratum rocheux brillant en couches fines d'une crête martienne font l'objet d'une inspection minutieuse par le rover Curiosity Mars de la NASA.

Cet ensemble de formes semble familier aux géologues qui ont étudié les cristaux de gypse formés dans les lacs asséchants de la Terre, mais l'équipe scientifique de Curiosity envisage de multiples possibilités pour l'origine de ces caractéristiques sur "Vera Rubin Ridge" sur Mars.

Une incertitude que l'inspection du rover peut résoudre est le moment où les caractéristiques en forme de cristal se sont formées, par rapport au moment où les couches de sédiments se sont accumulées autour d'eux. Une autre question est de savoir si le minéral d'origine qui s'est cristallisé dans ces formes y reste ou s'est ensuite dissous et remplacé par quelque chose d'autre. Les réponses peuvent indiquer des preuves d'un lac asséché ou d'eaux souterraines qui ont coulé à travers les sédiments après qu'ils se soient cimentés dans la roche.

L'équipe du rover enquête également sur d'autres indices sur la même zone pour en savoir plus sur l'histoire de la planète rouge. Ceux-ci incluent des caractéristiques en forme de bâton de la taille de grains de riz, des veines minérales avec des zones claires et sombres, variations de couleur dans le substratum rocheux, des stratifications horizontales lisses dont l'épaisseur varie de plus de dix fois l'épaisseur des couches individuelles, et une variation de plus de quatre fois dans la teneur en fer des cibles rocheuses locales examinées par le rover.

"Il y a juste un trésor de cibles intéressantes concentrées dans ce seul domaine, " a déclaré Ashwin Vasavada, scientifique du projet Curiosity du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie. "Chacun est un indice, et plus d'indices, le meilleur. Ce sera amusant de comprendre ce que tout cela signifie."

Vera Rubin Ridge se distingue comme une bande résistante à l'érosion sur le versant nord du mont Sharp inférieur à l'intérieur du cratère Gale. C'était une destination prévue pour Curiosity avant même l'atterrissage du rover en 2012 au fond du cratère près de la montagne. Le rover a commencé à gravir la crête il y a environ cinq mois et a maintenant atteint la montée, bordure sud. Certaines fonctionnalités ici peuvent être liées à une transition vers la prochaine zone de destination en montée, qui s'appelle "l'Unité d'Argile" en raison des minéraux argileux détectés depuis l'orbite.

L'équipe a conduit le rover vers un site appelé "Jura" à la mi-janvier pour examiner une zone où, même sur les images prises en orbite, le substrat rocheux est sensiblement pâle et gris, par rapport au rouge, substrat rocheux hématite formant la majeure partie de Vera Rubin Ridge.

"Ces petites formes en "V" ont vraiment attiré notre attention, mais ils n'étaient pas du tout la raison pour laquelle nous sommes allés à ce rocher, " a déclaré Abigail Fraeman, membre de l'équipe scientifique de Curiosity, du JPL. "Nous examinions le changement de couleur d'une zone à l'autre. Nous avons eu la chance de voir les cristaux. Ils sont si petits, vous ne les voyez pas jusqu'à ce que vous soyez juste sur eux. "

Les caractéristiques ont à peu près la taille d'une graine de sésame. Certains sont des cristaux allongés simples. Communément, deux ou plus fusionnent en « queue d'hirondelle » en forme de V ou en configurations plus complexes en « pied d'alouette » ou en étoile. "Ces formes sont caractéristiques des cristaux de gypse, " a déclaré Sanjeev Gupta, un membre de l'équipe scientifique Curiosity à l'Imperial College, Londres, qui a étudié de tels cristaux dans les roches d'Ecosse. Le gypse est une forme de sulfate de calcium. « Ceux-ci peuvent se former lorsque les sels se concentrent dans l'eau, comme dans un lac en évaporation."

Le substrat rocheux finement stratifié du Jura résulterait de la sédimentation du lit du lac, comme cela a été vrai dans plusieurs inférieurs, couches géologiques plus anciennes Curiosity a examiné. Cependant, une alternative aux cristaux qui se forment dans un lac en évaporation est qu'ils se sont formés beaucoup plus tard à partir de fluides salés se déplaçant à travers la roche. C'est aussi un type de preuve que Curiosity a documenté dans plusieurs couches géologiques, où les fluides souterrains ont déposé des éléments tels que des veines minérales.

Certaines cibles rocheuses examinées dans la région du Jura présentent des veines minérales bicolores qui se sont formées après que les sédiments du lac se soient durcis en roche. Les portions plus claires contiennent du sulfate de calcium; les portions plus foncées contiennent plus de fer. Certaines des caractéristiques en forme de cristaux de gypse semblent plus foncées que le gypse, sont enrichis en fer, ou sont vides. Ce sont des indices que le matériau de cristallisation d'origine peut avoir été remplacé ou supprimé par les effets ultérieurs de l'eau souterraine.

Le petit, des traits en forme de bâton ont été aperçus pour la première fois deux jours avant que Curiosity n'atteigne le Jura. Toutes les images brutes des rovers martiens sont rapidement mises en ligne, et certains montrant les "bâtons" ont attiré l'attention des médias en les comparant à des fossiles. Parmi les possibilités alternatives, il s'agit de morceaux du matériau veineux sombre. Les membres de l'équipe scientifique de Rover ont été plus enthousiasmés par les machaons que par les bâtons.

"Jusqu'à présent sur cette mission, la plupart des preuves que nous avons vues sur les anciens lacs du cratère Gale concernent des lacs relativement frais, eau non salée, " a déclaré Vasavada. " Si nous commençons à voir les lacs devenir plus salés avec le temps, cela nous aiderait à comprendre comment l'environnement a changé dans le cratère Gale, et cela est cohérent avec un schéma général selon lequel l'eau sur Mars est devenue plus rare au fil du temps."

Un tel changement pourrait être comme la différence entre les lacs de montagne d'eau douce, réapprovisionné souvent avec de la fonte des neiges qui maintient les sels dilués, et lacs salés dans les déserts, où l'eau s'évapore plus vite qu'elle ne se remplace.

Si les cristaux se sont formés à l'intérieur de la roche durcie beaucoup plus tard, plutôt que dans un lac en évaporation, ils offrent des preuves de la chimie d'un environnement souterrain humide.

« Dans l'un ou l'autre scénario, ces cristaux sont un nouveau type de preuve qui construit l'histoire de l'eau persistante et d'un environnement habitable de longue durée sur Mars, " a déclaré Vasavada.

Variations de la teneur en fer dans les veines, des éléments plus petits et le substratum rocheux environnant pourraient fournir des indices sur les conditions favorables à la vie microbienne. Les oxydes de fer varient dans leur solubilité dans l'eau, avec des types plus oxydés généralement moins susceptibles d'être dissous et transportés. Un environnement avec une gamme d'états d'oxydation peut fournir un gradient d'énergie de type batterie exploitable par certains types de microbes.

"Dans la haute Vera Rubin Ridge, nous voyons des indices qu'il y avait des fluides transportant du fer et, par un mécanisme, le fer a précipité, " Fraeman a déclaré. "Il y a eu un changement dans la chimie des fluides qui pourrait être significatif pour l'habitabilité."