Au cours de sa première année d'exploration du cratère Jezero sur Mars, le rover Perseverance a collecté des échantillons de roche qui, selon les scientifiques, fourniront une chronologie tant attendue de l'histoire géologique et hydrique de la planète.

Ils n'auront qu'à attendre une décennie pour trouver la réponse, jusqu'à ce que les échantillons puissent être récupérés à la surface et renvoyés sur Terre pour être datés en 2033.

Les scientifiques sont néanmoins enthousiasmés par ce qu'ils ont découvert jusqu'à présent sur les échantillons. Ces découvertes sont décrites dans un article qui paraîtra le 25 août dans la revue Science , avec des analyses plus détaillées dans un second Science article et deux autres articles publiés en ligne simultanément dans Science Advances .

Jezero Crater, juste au nord de l'équateur martien, était une cible pour la mission Mars 2020 de la NASA et son rover Persévérance, car il contenait ce qui ressemblait à un delta de rivière qui s'est formé à l'intérieur d'un lit de lac et pourrait donc potentiellement indiquer aux scientifiques quand l'eau coulait sur la planète. surface. Selon le géochimiste David Shuster, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l'Université de Californie à Berkeley, les roches recueillies au fond du cratère sous-tendent les sédiments du delta, de sorte que leurs âges de cristallisation fourniront une limite supérieure pour la formation du delta.

"Le moment où ce delta a été déposé est l'un des principaux objectifs de notre programme de retour d'échantillons, car cela permettra de quantifier quand le lac était présent et quand les conditions environnementales étaient présentes qui auraient pu se prêter à la vie", a déclaré Shuster, qui est un membre de l'équipe scientifique de la NASA pour la collecte d'échantillons, l'un des trois principaux auteurs de la Science article qui résume les travaux et co-auteur de deux des trois autres articles.

Les deux autres auteurs principaux du résumé Science article sont le géochimiste Kenneth Farley de Caltech, scientifique du projet Perseverance, et la scientifique adjointe du projet Mars 2020 Katherine Stack Morgan du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA.

La principale surprise, a déclaré Shuster, est que les roches collectées sur quatre sites au fond du cratère Jezero sont des roches ignées cumulées, c'est-à-dire qu'elles ont été formées par le refroidissement du magma en fusion et sont les meilleures roches pour une géochronologie précise une fois que les échantillons ont retourné sur Terre. Ils montrent également des preuves d'avoir été altérés par l'eau.

"Du point de vue de l'échantillonnage, c'est énorme", a-t-il déclaré. "Le fait que nous ayons des preuves d'altération aqueuse des roches ignées - ce sont les ingrédients qui enthousiasment les gens, en ce qui concerne la compréhension des conditions environnementales qui auraient pu potentiellement soutenir la vie à un moment donné après la formation de ces roches."

"Une grande valeur des roches ignées que nous avons collectées est qu'elles nous indiqueront quand le lac était présent à Jezero. Nous savons qu'il était là plus récemment que les roches ignées du fond du cratère ne se sont formées", a déclaré Farley. "Cela répondra à certaines questions majeures :quand le climat de Mars a-t-il été propice aux lacs et aux rivières à la surface de la planète ? Et quand est-il passé aux conditions très froides et sèches que nous connaissons aujourd'hui ?"

Avant la mission, les géologues s'attendaient à ce que le fond du cratère soit rempli de sédiments ou de lave, qui est de la roche en fusion qui s'est répandue à la surface et s'est refroidie rapidement. Mais sur deux sites appelés Séítah - le mot Navajo pour "au milieu du sable" - les roches semblent s'être formées sous terre et se sont refroidies lentement. De toute évidence, tout ce qui les recouvrait s'est érodé au cours des 2,5 à 3,5 milliards d'années écoulées.

"Nous avons littéralement débattu pendant les neuf premiers mois, alors que nous roulions sur le fond du cratère, si les roches que nous regardons sont des sédiments qui ont été déposés dans un lac ou des roches ignées", a-t-il déclaré. "En fait, ce sont des roches ignées. Et la forme des roches ignées que nous avons trouvées est assez surprenante, car elle ne ressemble pas à une simple roche volcanique qui s'est écoulée dans le cratère. Au lieu de cela, elle ressemble à quelque chose qui s'est formé en profondeur. et refroidi progressivement dans une grande chambre magmatique."

La structure cristalline de la roche ignée - un peu comme le granit de la Sierra Nevada, mais avec une composition différente et un grain beaucoup plus fin - a montré des grains d'olivine de taille millimétrique entrecroisés avec du pyroxène qui n'ont pu être formés que par un refroidissement lent. L'olivine à gros grains est similaire à celle observée dans certaines météorites dont on pense qu'elles sont originaires de Mars et se sont finalement écrasées sur Terre. Les données à l'appui proviennent d'images multispectrales et d'analyses de fluorescence X par des instruments à bord de Perseverance et sont détaillées dans une seconde Science article de l'auteur principal Yang Liu, géologue planétaire au JPL.

Sites de Séitah et Máaz

Selon Shuster, les données permettent quelques scénarios qui expliquent les roches ignées au fond du cratère.

"Soit la roche s'est refroidie sous terre et est remontée d'en bas, d'une manière ou d'une autre, soit il y avait quelque chose comme un lac de magma qui a rempli le cratère et s'est refroidi progressivement", a-t-il déclaré.

Les échantillons d'un deuxième site voisin appelé Máaz - Mars en langue Navajo - sont également ignés, mais d'une composition différente. Parce que cette couche recouvre la couche de roche ignée exposée à Séítah, la roche Máaz aurait pu être la couche supérieure du lac de magma. Dans les lacs de magma sur Terre, les minéraux les plus denses se déposent au fur et à mesure qu'ils se cristallisent, créant des couches de compositions différentes. Ces types de formations ignées sont appelées cumulées, ce qui signifie qu'elles se sont formées par la sédimentation d'olivine enrichie en fer et en magnésium et le refroidissement ultérieur en plusieurs étapes d'un corps de magma épais.

Les roches ignées de Máaz pourraient également provenir d'une éruption volcanique ultérieure.

Dans les deux cas, la couche supérieure qui s'est partiellement érodée aurait pu avoir une épaisseur de l'ordre de centaines de mètres, a déclaré Shuster.

Les roches refroidies lentement à Séítah et les roches potentiellement refroidies plus rapidement à Máaz ont montré une altération par l'eau, bien que de différentes manières. Les roches de Máaz contenaient des poches de minéraux qui auraient pu se condenser à partir de saumure salée, tandis que les roches de Séítah avaient réagi avec de l'eau gazeuse, selon des analyses chimiques à bord du rover.

Les moments précis où ces différentes couches se sont formées ne seront révélés que par des analyses en laboratoire sur Terre, car les outils d'analyse géochimique nécessaires à la datation sont trop volumineux pour avoir été placés à bord de Persévérance.

"Il existe une variété d'observations géochimiques différentes que nous pouvons faire dans ces roches lorsque nous les renvoyons sur Terre. Cela nous donnera toutes sortes d'informations sur cet environnement igné", a-t-il déclaré. "Nous pouvons déterminer quand la roche s'est cristallisée, ce qui est l'une des choses qui me passionnent le plus pour avoir fourni une contrainte de temps delta. Mais cela nous donne également des informations sur le moment où l'activité ignée s'est produite à l'intérieur de la planète. Combiné avec le satellite l'imagerie, nous pouvons ensuite relier cela à une partie de l'activité ignée plus globale et plus régionale."

Shuster a noté que des échantillons de roche en double ont été prélevés sur chacun des quatre sites et que, d'ici un an, ils seront mis en cache avec d'autres échantillons en double sur un site d'urgence près du delta, à utiliser uniquement si les échantillons primaires à bord de Persévérance deviennent inaccessibles parce que de panne mécanique. Cette future cache comprendra également des échantillons de sédiments récemment collectés dans le delta lui-même, dont les détails sont en cours de préparation pour un futur article scientifique. + Explorer plus loin

Image Hazcam du rover Perseverance Mars de la NASA :"Enchanted Lake" au Jezero Crater