Si vous pouviez voyager dans le temps 3,5 milliards d'années, à quoi ressemblerait Mars ? L'image évolue parmi les scientifiques travaillant avec le rover Curiosity de la NASA.

Imaginez des étangs parsemant le sol du cratère Gale, l'ancien bassin de 100 milles de large (150 kilomètres de large) que Curiosity explore. Les ruisseaux ont peut-être lacé les murs du cratère, courir vers sa base. Regardez l'histoire en avance rapide, et tu verrais ces cours d'eau déborder puis s'assécher, un cycle qui s'est probablement répété plusieurs fois sur des millions d'années.

C'est le paysage décrit par les scientifiques de Curiosity dans un Géosciences de la nature article publié aujourd'hui. Les auteurs interprètent les roches enrichies en sels minéraux découvertes par le rover comme la preuve d'étangs saumâtres peu profonds qui ont connu des épisodes de débordement et d'assèchement. Les dépôts servent de filigrane créé par les fluctuations climatiques alors que l'environnement martien est passé d'un environnement plus humide au désert glacial qu'il est aujourd'hui.

Les scientifiques aimeraient comprendre combien de temps cette transition a pris et quand exactement elle s'est produite. Ce dernier indice peut être le signe de découvertes à venir alors que Curiosity se dirige vers une région appelée « unité porteuse de sulfates, " qui devrait s'être formé dans un environnement encore plus sec. Cela représente une différence marquée par rapport au bas de la montagne, où Curiosity a découvert des preuves de lacs d'eau douce persistants.

Gale Crater est le vestige antique d'un impact massif. Les sédiments transportés par l'eau et le vent ont finalement rempli le fond du cratère, couche par couche. Après le durcissement des sédiments, le vent a sculpté la roche en couches dans l'imposant mont Sharp, que Curiosity grimpe aujourd'hui. Aujourd'hui exposé sur les pentes de la montagne, chaque couche révèle une ère différente de l'histoire martienne et contient des indices sur l'environnement qui prévalait à l'époque.

"Nous sommes allés au cratère Gale car il préserve cet enregistrement unique d'un Mars changeant, " a déclaré l'auteur principal William Rapin de Caltech. " Comprendre quand et comment le climat de la planète a commencé à évoluer est une pièce d'un autre puzzle :quand et combien de temps Mars a-t-elle été capable de supporter la vie microbienne à la surface ? "

Lui et ses co-auteurs décrivent des sels trouvés dans une section de 500 pieds de haut (150 mètres de haut) de roches sédimentaires appelée "Sutton Island, " que Curiosity a visité en 2017. Basé sur une série de fissures de boue à un endroit nommé " Old Soaker, " l'équipe savait déjà que la région avait des périodes plus sèches intermittentes. Mais les sels de l'île Sutton suggèrent que l'eau s'est également concentrée en saumure.

Typiquement, quand un lac s'assèche complètement, il laisse derrière lui des tas de cristaux de sel pur. Mais les sels de l'île Sutton sont différents :d'une part, ce sont des sels minéraux, pas de sel de table. Ils sont également mélangés avec des sédiments, suggérant qu'ils se sont cristallisés dans un environnement humide, peut-être juste sous des étangs peu profonds en évaporation remplis d'eau saumâtre.

Étant donné que la Terre et Mars étaient similaires à leurs débuts, Rapin a émis l'hypothèse que l'île de Sutton aurait pu ressembler à des lacs salés sur l'Altiplano d'Amérique du Sud. Les ruisseaux et les rivières qui coulent des chaînes de montagnes dans cette région aride, plateau de haute altitude conduit à des bassins fermés similaires à l'ancien cratère Gale de Mars. Les lacs de l'Altiplano sont fortement influencés par le climat de la même manière que Gale.

« Pendant les périodes plus sèches, les lacs de l'Altiplano deviennent moins profonds, et certains peuvent sécher complètement, " Rapin a déclaré. " Le fait qu'ils soient sans végétation les fait même ressembler un peu à Mars. "

Signes d'un dessèchement de Mars

Les roches enrichies en sel de l'île Sutton ne sont qu'un indice parmi d'autres que l'équipe de rover utilise pour comprendre comment le climat martien a changé. En parcourant l'intégralité du parcours de Curiosity, qui a débuté en 2012, l'équipe scientifique voit un cycle d'humide à sec sur de longues échelles de temps sur Mars.

"Alors que nous gravissons le mont Sharp, nous voyons une tendance globale d'un paysage humide à un paysage plus sec, " a déclaré Ashwin Vasavada, scientifique du projet Curiosity du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. Le JPL dirige la mission Mars Science Laboratory dont Curiosity fait partie. "Mais cette tendance ne s'est pas nécessairement produite de manière linéaire. Plus probablement, c'était en désordre, y compris les périodes plus sèches, comme ce que nous voyons à Sutton Island, suivi de périodes plus humides, comme ce que nous voyons dans "l'unité argileuse" que Curiosity explore aujourd'hui."

Jusqu'à maintenant, le rover a rencontré de nombreuses couches de sédiments plats qui s'étaient doucement déposés au fond d'un lac. Membre de l'équipe Chris Fedo, qui se spécialise dans l'étude des couches sédimentaires à l'Université du Tennessee, a noté que Curiosity traverse actuellement de grandes structures rocheuses qui n'auraient pu se former que dans un environnement à plus haute énergie, comme une zone balayée par le vent ou des cours d'eau.

Le vent ou l'eau qui coule empile les sédiments en couches qui s'inclinent progressivement. Quand ils durcissent en roche, ils deviennent de grandes structures similaires à "Teal Ridge, " que Curiosity a enquêté l'été dernier.

"Trouver des couches inclinées représente un changement majeur, où le paysage n'est plus complètement sous l'eau, " a déclaré Fedo. "Nous avons peut-être laissé l'ère des lacs profonds derrière nous."

Curiosity a déjà repéré des couches plus inclinées dans la lointaine unité sulfatée. L'équipe scientifique prévoit de s'y rendre au cours des deux prochaines années et d'enquêter sur ses nombreuses structures rocheuses. S'ils se sont formés dans des conditions plus sèches qui ont persisté pendant une longue période, cela pourrait signifier que l'unité argileuse représente une étape intermédiaire - une passerelle vers une époque différente dans l'histoire aquatique du cratère Gale.

"Nous ne pouvons pas encore dire si nous voyons des dépôts de vent ou de rivière dans l'unité argileuse, mais nous sommes à l'aise de dire que ce n'est certainement pas la même chose que ce qui s'est passé avant ou ce qui nous attend, ", a déclaré Fedo.