Les scientifiques de la NASA ont trouvé une grande diversité de minéraux dans les premiers échantillons de roches collectés par le rover Curiosity dans les couches les plus basses du mont Sharp sur Mars, suggérant que les conditions ont changé dans les environnements aquatiques de la planète au fil du temps.

Curiosity a atterri près du mont Sharp dans le cratère Gale en août 2012. Il a atteint la base de la montagne en 2014. Des couches de roches à la base du mont Sharp se sont accumulées sous forme de sédiments dans d'anciens lacs il y a environ 3,5 milliards d'années. La spectroscopie infrarouge orbitale a montré que les couches les plus basses de la montagne présentent des variations de minéraux qui suggèrent que des changements se sont produits dans la région.

Dans un article publié récemment dans Lettres des sciences de la Terre et des planètes , des scientifiques de la division Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) du Johnson Space Center de la NASA à Houston rendent compte des quatre premiers échantillons prélevés dans les couches inférieures du mont Sharp.

"Nous sommes allés au cratère Gale pour enquêter sur ces couches inférieures du mont Sharp qui contiennent ces minéraux qui ont précipité de l'eau et suggèrent des environnements différents, " a déclaré Elizabeth Rampe, le premier auteur de l'étude et un scientifique de la mission d'exploration de la NASA à Johnson. "Ces couches ont été déposées il y a environ 3,5 milliards d'années, coïncidant avec une époque sur Terre où la vie commençait à s'installer. Nous pensons que le début de Mars peut avoir été similaire au début de la Terre, et donc ces environnements auraient pu être habitables."

Les minéraux trouvés dans les quatre échantillons forés près de la base du mont Sharp suggèrent que plusieurs environnements différents étaient présents dans l'ancien cratère Gale. Il existe des preuves d'eaux avec des pH différents et des conditions d'oxydation variables. Les minéraux montrent également qu'il y avait plusieurs régions sources pour les roches dans "Pahrump Hills" et "Marias Pass".

L'article rend compte principalement de trois échantillons de la région de Pahrump Hills. Il s'agit d'un affleurement à la base du mont Sharp qui contient des roches sédimentaires que les scientifiques pensent formées en présence d'eau. L'autre échantillon, appelé « peau de daim, " a été rapporté l'année dernière, mais ces données sont incorporées dans le document.

L'étude de ces couches rocheuses peut fournir des informations sur l'habitabilité passée de Mars, et la détermination des minéraux trouvés dans les couches de roche sédimentaire fournit de nombreuses données sur l'environnement dans lequel elles se sont formées. Les données recueillies au mont Sharp avec l'instrument de chimie et de minéralogie (CheMin) sur Curiosity ont montré une grande diversité de minéraux.

À la base se trouvent des minéraux provenant d'une source de magma primitif; ils sont riches en fer et magnésium, semblable aux basaltes à Hawaï. En montant plus haut dans la section, les scientifiques ont vu plus de minéraux riches en silice. Dans l'échantillon "Telegraph Peak", les scientifiques ont trouvé des minéraux similaires au quartz. Dans l'échantillon "Peau de daim", les scientifiques ont trouvé de la tridymite. La tridymite se trouve sur Terre, par exemple, dans les roches qui se sont formées à partir de la fonte partielle de la croûte terrestre ou dans la croûte continentale - une découverte étrange car Mars n'a jamais eu de tectonique des plaques.

Dans les échantillons "Confidence Hills" et "Mojave 2", les scientifiques ont trouvé des minéraux argileux, qui se forment généralement en présence d'eau liquide à pH quasi neutre, et pourraient donc être de bons indicateurs d'environnements passés propices à la vie. L'autre minéral découvert ici était la jarosite, un sel qui se forme dans les solutions acides. La découverte de jarosite indique qu'il y avait des fluides acides à un moment donné dans cette région.

Il existe également différents minéraux d'oxyde de fer dans les échantillons. De l'hématite a été trouvée près de la base; seule de la magnétite a été trouvée au sommet. L'hématite contient du fer oxydé, tandis que la magnétite contient à la fois des formes oxydées et réduites de fer. Le type de minéral d'oxyde de fer présent peut renseigner les scientifiques sur le potentiel d'oxydation des eaux anciennes.

Les auteurs discutent deux hypothèses pour expliquer cette diversité minéralogique. Les eaux du lac elles-mêmes à la base étaient oxydantes, soit il y avait plus d'oxygène dans l'atmosphère, soit d'autres facteurs encourageaient l'oxydation. Une autre hypothèse, celle avancée dans l'article, est que des fluides à un stade ultérieur sont apparus. Après le dépôt des sédiments rocheux, un peu acide, les eaux souterraines oxydantes se sont déplacées dans la région, entraînant la précipitation de la jarosite et de l'hématite. Dans ce scénario, les conditions environnementales présentes dans le lac et dans les eaux souterraines ultérieures étaient assez différentes, mais tous deux offraient de l'eau liquide et une diversité chimique qui aurait pu être exploitée par la vie microbienne.

"Nous avons toutes ces preuves que Mars était autrefois très humide mais qu'elle est maintenant sèche et froide, " dit Rampe. " Aujourd'hui, une grande partie de l'eau est emprisonnée dans les pôles et dans le sol aux hautes latitudes sous forme de glace. Nous pensons que les roches étudiées par Curiosity révèlent d'anciens changements environnementaux qui se sont produits lorsque Mars a commencé à perdre son atmosphère et que l'eau a été perdue dans l'espace."

Dans le journal, les auteurs discutent si cette zone spécifique sur Mars est une marque de cet événement ou simplement un assèchement naturel de cette zone. Les scientifiques chercheront des réponses à ces questions au fur et à mesure que le rover gravira la montagne.