L'analyse d'une ancienne météorite de Mars suggère que le zircon minéral pourrait être abondant à la surface de la planète rouge.

En déterminant l'âge et la composition isotopique de l'hafnium du zircon, des chercheurs de l'Université de Copenhague ont montré qu'une population de ces cristaux provenait de l'intérieur profond de Mars. Si les chercheurs ont raison, cela signifie que les jeunes zircons contiennent des informations sur les profondeurs, Intérieur inaccessible de Mars, fournir un aperçu de la structure interne de la planète.

Le zircon minéral uranifère est un constituant abondant de la croûte continentale de la Terre, fournissant des informations sur l'âge et l'origine des continents et des grandes caractéristiques géologiques telles que les chaînes de montagnes et les volcans géants. Mais contrairement à la Terre, La croûte de Mars n'a pas évolué et sa composition est similaire à la croûte trouvée sous les océans de la Terre, où le zircon est rare. Par conséquent, le zircon ne devrait pas être un minéral commun sur Mars.

"Nous avons été assez surpris et excités lorsque nous avons trouvé autant de zircons dans cette météorite martienne. Les zircons sont des cristaux incroyablement durables qui peuvent être datés et qui préservent des informations qui nous renseignent sur leurs origines. Avoir accès à autant de zircons, c'est comme ouvrir une fenêtre temporelle dans l'histoire géologique de la planète, " déclare le professeur Martin Bizzarro du GLOBE Institute, qui a dirigé l'étude.

L'équipe a enquêté sur l'ancienne météorite martienne NWA 7533 (Figure 1), surnommé "Beauté noire, " qui a été découvert dans le désert du Maroc en 2011. Après avoir broyé 15 grammes de cette roche, ils ont extrait environ 60 zircons. Par âge datant les zircons, ils ont découvert que la majorité des cristaux remontent à environ 4,5 milliards d'années, le tout début de la vie de la planète. Mais ils ont aussi fait une découverte inattendue :certains zircons définissaient des âges beaucoup plus jeunes, allant d'environ 1, 500 millions d'années jusqu'à 300 millions d'années.

"Ces jeunes âges ont été une grande surprise, " dit Bizzarro. " On pense que la météorite Black Beauty vient de l'hémisphère sud de Mars, qui n'a pas de terrain volcanique jeune. La seule source possible de ces jeunes zircons est la province volcanique de Tharsis située dans l'hémisphère nord de la planète, qui contient de grands volcans récemment actifs."

Le renflement de Tharsis sur Mars est une énorme province volcanique qui abrite les plus grands volcans du système solaire, qui font jusqu'à 21 km de haut. Les scientifiques pensent que cette province volcanique est l'expression d'un magmatisme très profond qui éclate à la surface de la planète. L'analogie sur Terre est l'archipel volcanique hawaïen, qui est également censé refléter une activité volcanique profonde. Mais à cause de la tectonique des plaques, la plaque du Pacifique se déplace constamment de telle sorte que, au lieu de s'accumuler à un seul endroit, une chaîne d'îles volcaniques de plus en plus jeunes s'est formée. Puisque Mars n'a pas de tectonique des plaques, les volcans s'entassent en un seul endroit, et comme résultat, atteindre des tailles gigantesques.

Si l'équipe de Bizzarro a raison, cela signifie que les jeunes zircons peuvent contenir des informations sur les profondeurs, Intérieur inaccessible de Mars. C'est la première fois que des scientifiques trouvent un accès direct à l'intérieur profond de la planète rouge, ce qui peut leur permettre de découvrir la structure interne et la composition de Mars.

« Disposer d'échantillons de l'intérieur profond de Mars est essentiel. Cela signifie que nous pouvons désormais utiliser ces zircons pour sonder l'origine des éléments volatils sur Mars, y compris son eau, et voyez comment il se compare à la Terre et aux autres planètes du système solaire, " explique Mafalda Costa, co-auteur de la nouvelle étude.

Mais pour comprendre la nature de l'intérieur martien profond, les chercheurs se sont tournés vers l'analyse de la composition isotopique de l'élément hafnium dans les mêmes zircons.

"Parce que l'hafnium est un constituant élémentaire majeur du zircon, il garde en mémoire l'endroit où le zircon s'est formé, " dit Martin Bizzarro. " Nous avons constaté que la composition isotopique du hafnium des jeunes zircons ne ressemble à aucune des météorites martiennes connues, ce qui indique que les jeunes zircons proviennent d'un réservoir primitif dont on ignorait l'existence à l'intérieur de Mars, " il ajoute.

La composition isotopique de l'hafnium des jeunes zircons est similaire aux objets les plus primitifs du système solaire, ce sont des météorites chondrites. Ces météorites de rite. Ces météorites chondrites sont des échantillons d'astéroïdes qui n'ont jamais été modifiés depuis leur formation. Cela implique que l'intérieur profond de Mars n'a pratiquement pas été modifié depuis la formation de la planète (Figure 2). L'existence d'un réservoir aussi primitif est attendue pour une planète dépourvue de tectonique des plaques. Contrairement à la Terre, où le matériau formé à la surface est recyclé en continu vers l'intérieur par la tectonique des plaques, l'intérieur profond de Mars est resté inchangé depuis la naissance de la planète et, En tant que tel, préserve sa composition initiale.

Finalement, la découverte que le zircon peut être abondant sur la surface martienne peut guider l'exploration robotique future de la planète, notamment dans le cadre du retour d'échantillons sur Terre.

"Notre étude montre clairement qu'une mission de retour visant à acquérir des échantillons contenant du zircon sera d'une grande valeur scientifique pour comprendre l'histoire géologique de Mars, " conclut Martin Bizzarro.

"La structure interne et la géodynamique de Mars déduites d'un enregistrement de zircon de 4,2 Gyr" est publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .