Des scientifiques planétaires de l'Université Rice, du Johnson Space Center de la NASA et du California Institute of Technology ont une réponse à un mystère qui intrigue la communauté des chercheurs sur Mars depuis que le rover Curiosity de la NASA a découvert un minéral appelé tridymite dans Gale Crater en 2016.

La tridymite est une forme de quartz à haute température et basse pression qui est extrêmement rare sur Terre, et il n'était pas immédiatement clair comment une partie concentrée de celle-ci s'est retrouvée dans le cratère. Gale Crater a été choisi comme site d'atterrissage de Curiosity en raison de la probabilité qu'il contenait autrefois de l'eau liquide, et Curiosity a trouvé des preuves confirmant que Gale Crater était un lac il y a à peine 1 milliard d'années.

"La découverte de tridymite dans un mudstone dans Gale Crater est l'une des observations les plus surprenantes que le rover Curiosity ait faites en 10 ans d'exploration de Mars", a déclaré Kirsten Siebach de Rice, co-auteur d'une étude publiée en ligne dans Earth et lettres de science planétaire . "La tridymite est généralement associée à des systèmes volcaniques évolués formant du quartz sur Terre, mais nous l'avons trouvée au fond d'un ancien lac sur Mars, où la plupart des volcans sont très primitifs."

Siebach, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre, de l'environnement et des planètes de Rice, est spécialiste de mission au sein de l'équipe Curiosity de la NASA. Pour découvrir la réponse au mystère, elle s'est associée à deux chercheurs postdoctoraux de son groupe de recherche sur le riz, Valérie Payré et Michael Thorpe, Elizabeth Rampe de la NASA et Paula Antoshechkina de Caltech. Payré, l'auteur principal de l'étude, est maintenant à la Northern Arizona University et se prépare à rejoindre la faculté de l'Université de l'Iowa à l'automne.

Siebach et ses collègues ont commencé par réévaluer les données de chaque découverte signalée de tridymite sur Terre. Ils ont également examiné les matériaux volcaniques des modèles de volcanisme de Mars et réexaminé les preuves sédimentaires du lac Gale Crater. Ils ont ensuite proposé un nouveau scénario qui correspondait à toutes les preuves :le magma martien est resté plus longtemps que d'habitude dans une chambre sous un volcan, subissant un processus de refroidissement partiel appelé cristallisation fractionnée jusqu'à ce que du silicium supplémentaire soit disponible. Lors d'une éruption massive, le volcan a craché des cendres contenant le silicium supplémentaire sous forme de tridymite dans le lac Gale Crater et les rivières environnantes. L'eau a aidé à décomposer les cendres par des processus naturels d'altération chimique, et l'eau a également aidé à trier les minéraux produits par les intempéries.

Le scénario aurait concentré la tridymite, produisant des minéraux conformes à la découverte de 2016. Cela expliquerait également d'autres preuves géochimiques trouvées dans l'échantillon, notamment des silicates opalins et des concentrations réduites d'oxyde d'aluminium.

"C'est en fait une évolution directe d'autres roches volcaniques que nous avons trouvées dans le cratère", a déclaré Siebach. "Nous soutenons que parce que nous n'avons vu ce minéral qu'une seule fois et qu'il était fortement concentré en une seule couche, le volcan a probablement éclaté en même temps que le lac était là. Bien que l'échantillon spécifique que nous avons analysé n'était pas exclusivement de la cendre volcanique, c'était de la cendre. qui avait été patiné et trié par l'eau."

Si une éruption volcanique comme celle du scénario se produisait lorsque Gale Crater contenait un lac, cela signifierait qu'un volcanisme explosif s'est produit il y a plus de 3 milliards d'années, alors que Mars passait d'un monde plus humide et peut-être plus chaud à la planète sèche et stérile. c'est aujourd'hui.

"Il existe de nombreuses preuves d'éruptions volcaniques basaltiques sur Mars, mais il s'agit d'une chimie plus évoluée", a-t-elle déclaré. "Ce travail suggère que Mars pourrait avoir une histoire volcanique plus complexe et intrigante que ce que nous aurions imaginé avant Curiosity."

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