Météorite martienne Afrique du Nord-Ouest (NWA) 7034, surnommé « Black Beauty, " pèse environ 11 onces (320 grammes). Crédit :NASA
En regardant une ancienne météorite martienne qui a atterri dans le désert du Sahara, Les scientifiques et collaborateurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont déterminé comment et quand la division topographique et géophysique de la croûte terrestre de la planète rouge s'est formée.
L'Afrique du Nord-Ouest (NWA) 7034 est la plus ancienne météorite martienne découverte à ce jour, à environ 4,4 milliards d'années. La météorite est une brèche (elle contient une variété de roches crustales différentes qui ont été mélangées puis frittées par chauffage) et est le seul échantillon de Mars avec une composition représentative de la croûte martienne moyenne. La météorite a fourni aux chercheurs une occasion unique d'étudier l'ancienne croûte de Mars.
L'équipe a appliqué un certain nombre de techniques de datation radio-isotopique pour déterminer que la division (ou dichotomie) entre les hautes terres du sud fortement cratérisées de la planète et les plaines plus lisses des basses terres du nord s'est formée avant la formation de la NWA 7034 il y a 4,4 milliards d'années. Cet âge ancien est cohérent avec une origine d'impact géant pour la dichotomie crustale. La recherche apparaît dans l'édition du 23 mai de la revue Avancées scientifiques .
"Si la dichotomie crustale martienne s'est formée à la suite d'un impact géant, et les données et modélisations disponibles suggèrent que cela est probable, l'histoire de NWA 7034 exige qu'elle se soit formée très tôt dans l'histoire de la planète, il y a 4,4 milliards d'années, " a déclaré le cosmochimiste LLNL Bill Cassata, auteur principal de l'article.
La dichotomie est un contraste frappant entre l'hémisphère sud et l'hémisphère nord. La géographie des deux hémisphères diffère en altitude de 1 à 3 kilomètres (km). L'épaisseur moyenne de la croûte martienne est de 45 km, avec 32 km dans la région des basses terres du nord et 58 km dans les hautes terres du sud. Les basses terres du nord représentent environ un tiers de la surface de Mars et sont relativement plates. Les deux autres tiers de la surface martienne sont les hautes terres de l'hémisphère sud. La différence d'altitude entre les hémisphères est dramatique (les hautes terres sont très montagneuses et volcaniques). Trois hypothèses majeures ont été proposées pour l'origine de la dichotomie crustale :endogène (par les processus du manteau), impact unique ou impacts multiples.
Image rétrodiffusée au microscope électronique à balayage de NWA 11522, une météorite similaire à NWA 7034. Une partie d'un grand clast de fusion d'impact est visible en bas à gauche de l'image. Certains des clastes les plus proéminents sont indiqués par des contours en pointillés. Crédit :Laboratoire national Lawrence Livermore
L'équipe a entrepris de déterminer quand et comment la dichotomie crustale s'est formée.
Sur la base de nouvelles mesures radio-isotopiques et en conjonction avec d'autres données publiées, l'équipe a déterminé que toutes les roches qui ont finalement été incorporées dans la brèche NWA 7034 ont été mises en place il y a environ 4,4 milliards d'années dans le « terrain source » (la région source de la croûte d'où sont dérivés les différents composants de la brèche). Les résultats montrent que ce terrain a été soumis à un métamorphisme prolongé associé à un grand centre volcanique alimenté par un panache il y a environ 1,7 à 1,3 milliard d'années. Les étendues surfaciques des grandes, les centres volcaniques alimentés par le panache sur Mars sont des milliers de kilomètres carrés, et le terrain source était probablement de taille comparable. Finalement, ils ont montré que la roche avait été rassemblée il y a environ 200 millions d'années ou plus récemment. Vu ensemble, les données de NWA 7034 ont démontré que de grands terrains volcaniques ont survécu à quelques kilomètres de la surface martienne depuis> il y a 4400 millions d'années. Cela indique que la dichotomie s'est formée avant il y a 4,4 milliards d'années, car les roches proches de la surface auraient été enfouies ou détruites par l'événement de formation de dichotomie.
« Cette étude multidisciplinaire, la combinaison de techniques géochimiques traditionnelles et innovantes nous a fourni de nouvelles informations passionnantes sur le calendrier des principaux processus qui ont façonné la jeune Mars, " a déclaré Caroline Smith, responsable des Collections Sciences de la Terre, conservateur principal des météorites au Muséum d'histoire naturelle et un autre auteur sur le papier.
Les résultats de cette équipe ont des implications importantes pour notre compréhension de quand et comment l'un des plus anciens, et le plus distinctif, caractéristiques géologiques globales sur Mars a été formé.
"Cette étude démontre que plusieurs systèmes de datation radio-isotopique qui sont réinitialisés par différents processus métamorphiques peuvent être utilisés pour démêler l'histoire thermique d'un échantillon sur des milliards d'années, " dit Cassata.
