Parfois, les scientifiques doivent creuser, travailler et transpirer pour faire des découvertes scientifiques. Et parfois, un robot roule sur un rocher qui se révèle être une révélation.
C'est ce qui s'est produit lorsque Roger Wiens, expert en exploration de Mars et professeur de sciences de la Terre, de l'atmosphère et des planètes au College of Science de l'Université Purdue, a demandé au rover Perseverance de la NASA de tirer son laser sur des roches étrangement pâles situées à la surface de Mars et a découvert qu'elles étaient composées d'aluminium inhabituellement élevé associé au minéral kaolinite.
C'était intéressant en soi, mais ce qui rend cette découverte fascinante, c'est que ce minéral ne se forme généralement que dans des environnements très chauds et humides. La découverte, publiée par Wiens et son équipe dans Communications Earth & Environment , suggère que Mars pourrait avoir été plus chaude, plus humide et plus étrange que les scientifiques ne le pensaient.
« Sur Terre, ces minéraux se forment dans des régions où il y a des précipitations intenses et un climat chaud ou dans des systèmes hydrothermaux comme les sources chaudes. Ces deux environnements offrent des conditions idéales pour la vie telle que nous la connaissons », a déclaré Wiens. « Ces minéraux sont ce qui reste de la roche lorsque celle-ci est restée dans l'eau courante pendant des éternités. Au fil du temps, l'eau chaude lessive tous les éléments, à l'exception de ceux qui sont vraiment insolubles, laissant derrière elle ce que nous avons trouvé sur Mars. C'est fascinant. C'est inattendu sur une planète froide et sèche comme Mars ».
Le rover des rochers
Wiens travaille sur et avec les rovers martiens depuis des décennies et a littéralement donné sa tête à Perseverance. La projection en forme de bloc au sommet du rover, qui ressemble superficiellement au cou et à la tête d'un quadrupède, est SuperCam, un instrument développé par une équipe internationale de chercheurs et d'ingénieurs que Wiens dirigeait avant de venir à Purdue.
SuperCam est le fruit d'une collaboration entre le Laboratoire national de Los Alamos et l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie français. L'instrument utilise une série de techniques pour analyser la surface martienne. Aujourd'hui, Wiens dirige l'équipe de recherche qui utilise les outils de SuperCam pour faire des découvertes sur Mars.
Les chercheurs ont observé les petits cailloux pâles dans le sol martien le premier jour de l'atterrissage du rover. Mais l'équipe du rover était trop occupée à travailler sur d'autres choses pour examiner ces étranges petits cailloux.
Finalement, les scientifiques ont observé des roches plus grosses et de couleur similaire, qui reposaient à la surface et ne faisaient pas partie du substrat rocheux sous les roues du rover. Les géologues appellent ces roches « roches flottantes » parce qu’elles « flottent » au-dessus du substrat rocheux, c’est-à-dire qu’elles sont déplacées, loin de l’endroit où elles se sont formées. Une fois que le laser de SuperCam a analysé les roches, les membres de l’équipe ont réalisé qu’ils avaient fait une découverte intéressante.
« Ces roches sont très différentes de tout ce que nous avons vu sur Mars jusqu'à présent », a déclaré Wiens. « Ce sont des énigmes ».
L'équipe a procédé à une analyse plus approfondie des roches pour en savoir plus sur leur composition et leur structure. Deux chercheurs de l'équipe de Wiens ont mené l'étude. Candice Bedford, chercheuse scientifique, et Clément Royer, chercheur postdoctoral, venaient d'arriver à Purdue lorsque la découverte a été faite, et ils ont développé l'étude détaillée, avec Briony Horgan, professeur de science planétaire au College of Science, et plusieurs de ses étudiants et de Wiens. L'équipe a trouvé plus de 4 000 de ces roches et cailloux blancs dispersés à la surface.
Le minéral qui compose la plupart de ces roches pâles est appelé kaolinite. Ce qui enthousiasme particulièrement les scientifiques, c'est qu'il se forme généralement dans des environnements chauds, humides et propices à certaines formes de vie microbienne. Sur Terre, on le trouve dans des dépôts sédimentaires résultant d'anciens sols et littoraux et d'environnements hydrothermaux intenses, et le minéral est assez mou. Sur Mars, les roches sont blanches mais pas aussi molles, peut-être en raison d'autres processus qui ont pu les durcir.
Ces roches contenaient également du spinelle, probablement du spinelle d'aluminium, qui peut se former dans un environnement igné ou métamorphique et peut être trouvé sous forme de restes dans des roches sédimentaires. Wiens et son équipe ne savent pas exactement ce qui s'est passé ici : si le spinelle s'est formé à partir de la kaolinite ou si la kaolinite s'est formée autour du spinelle.
Il était une fois Mars bleu
« Les grandes questions sur Mars concernent l'eau », a déclaré Wiens. « Quelle quantité d'eau y avait-il ? Pendant combien de temps y a-t-il eu de l'eau ? Étant donné le froid et la sécheresse qui règnent actuellement sur Mars, où est passée toute cette eau ? En tant que minéral, la kaolinite contient beaucoup d'eau dans sa structure. Il est possible qu'une grande partie de cette eau soit encore présente sur Mars, sous forme de minéraux ».
« Bien que nous n'ayons pas vu ces roches « en place » dans le substrat rocheux avec le rover, et que nous ne soyons pas sûrs de l'origine de ces roches flottantes, grâce aux satellites en orbite, nous savons qu'il y a des roches riches en kaolinite dans le bord du cratère Jezero », a déclaré Bedford, co-auteur principal de cette recherche.
« L'étude de ces roches sur place nous aidera à tester nos hypothèses sur la façon dont elles se sont formées, leur lien avec l'environnement ancien de Mars et l'habitabilité de la planète dans le passé. Nous gardons les yeux grands ouverts pour rechercher la source de ces roches maintenant que Perseverance explore le bord du cratère. »
Ces informations pourraient aider les humains à trouver les premiers signes réels d'une vie extraterrestre ancienne, car, d'après ce que nous savons, la vie ne peut exister sans eau. En étudiant le présent de Mars, les scientifiques découvrent des indices sur son passé (et celui de la Terre), ainsi que des indications sur les endroits où chercher des indices de vie dans le futur.
Plus d'informations : C. Royer et al., Altération intense sur la planète Mars primitive révélée par des roches riches en aluminium dans le cratère Jezero, Communications Earth & Environment (2024). DOI : 10.1038/s43247-024-01837-2
Par Brittany Steff, Université Purdue
