Une section de la météorite ALH84001 Mars. Crédit d'image: NASA / JPL. Cliquez pour agrandir
La température moyenne actuelle sur l'équateur de Mars est un -69 degrés Fahrenheit venteux. Les scientifiques ont longtemps pensé que la planète rouge était autrefois suffisamment tempérée pour que l'eau ait existé à la surface et peut-être pour que la vie y ait évolué. Mais une nouvelle étude réalisée par des scientifiques du MIT et de Caltech donne cette idée à froid.
Dans le numéro du 22 juillet de la revue Science, le professeur adjoint du MIT Benjamin Weiss et l'étudiant diplômé du California Institute of Technology, David Shuster, rapportent que leurs études sur les météorites martiennes démontrent qu'au moins plusieurs roches situées à l'origine près de la surface de Mars ont été glaciales pendant 4 ans. milliards d'années.
Leur travail est une nouvelle approche pour extraire des informations sur le climat passé de Mars à travers l'étude des météorites martiennes.
En fait, les preuves suggèrent qu'au cours des 4 derniers milliards d'années, Mars n'a jamais été suffisamment chaud pour que l'eau liquide ait coulé à la surface pendant de longues périodes. Mars n'a donc probablement jamais eu un environnement propice à l'évolution de la vie - à moins que la vie ne commence au cours du premier demi-milliard d'années de son existence, lorsque la planète était probablement plus chaude.
Le travail implique deux des sept météorites «nakhlite» connues (nommées d'après El Nakhla, Egypte, où la première météorite de ce type a été découverte), et la célèbre météorite ALH84001 qui, selon certains scientifiques, montre des preuves d'une activité microbienne sur Mars. À l'aide de techniques géochimiques, Shuster et Weiss ont reconstruit une «histoire thermique» pour chacune des météorites afin d'estimer les températures moyennes maximales à long terme auxquelles elles ont été soumises.
"Nous avons examiné les météorites de deux manières", a déclaré Weiss, du Département des sciences de la Terre, de l'atmosphère et des planètes du MIT. «Premièrement, nous avons évalué ce que les météorites auraient pu subir lors de l'éjection de Mars, il y a 11 à 15 millions d'années, afin de fixer une limite supérieure des températures dans le pire des cas pour le chauffage par choc.»
Ils ont conclu que l'ALH84001 n'aurait jamais pu être chauffé à une température supérieure à 650 degrés Fahrenheit même pendant une brève période de temps au cours des 15 derniers millions d'années. Les nakhlites, qui montrent très peu de signes de dommages par choc, étaient peu susceptibles d'avoir été au-dessus du point d'ébullition de l'eau lors de leur éjection il y a 11 millions d'années.
Ces températures sont encore assez élevées, mais les chercheurs ont également examiné l’histoire thermique à long terme des roches sur Mars. Pour cela, les scientifiques ont estimé la quantité totale d'argon restant dans les échantillons à l'aide de données précédemment publiées par deux équipes de l'Université de l'Arizona et du Johnson Space Center de la NASA.
Le gaz argon est présent dans les météorites ainsi que dans de nombreuses roches sur Terre en conséquence naturelle de la désintégration radioactive du potassium. En tant que gaz noble, l'argon n'est pas très réactif chimiquement, et parce que le taux de désintégration est connu avec précision, les géologues datent depuis des années les roches en mesurant leur teneur en argon.
Cependant, l'argon est également connu pour «fuir» des roches à un rythme dépendant de la température. Cela signifie que si l'argon restant dans les roches est mesuré, une inférence peut être faite sur la chaleur maximale à laquelle la roche a été soumise depuis la création de l'argon. Plus la roche a été froide, plus elle aura conservé d'argon.
L'analyse de Shuster et Weiss a révélé que seule une infime fraction de l'argon qui était à l'origine produit dans les échantillons de météorite a été perdue à travers les éons. «La petite quantité d'argon perdue qui s'est apparemment produite dans ces météorites est remarquable. Quoi qu'il en soit, ces roches sont froides depuis très longtemps », explique Shuster. Leurs calculs suggèrent que la surface martienne a été gelée pendant la plupart des 4 derniers milliards d'années.
«L'histoire de la température de ces deux planètes est vraiment différente. Sur Terre, vous ne pouviez pas trouver un seul rocher qui ait été au-dessous de la température ambiante pendant aussi longtemps », explique Shuster. La météorite ALH84001, en fait, n'aurait pas pu être au-dessus du point de congélation pendant plus d'un million d'années au cours des 3,5 derniers milliards d'années de l'histoire.
"Nos recherches ne signifient pas qu'il n'y avait pas de poches d'eau isolées dans les sources géothermiques pendant de longues périodes, mais suggèrent plutôt qu'il n'y a pas eu de grandes zones d'eau autonome depuis 4 milliards d'années.
«Nos résultats semblent impliquer que des caractéristiques de surface indiquant la présence et l'écoulement d'eau liquide se sont formées sur des périodes de temps relativement courtes», explique Shuster.
Sur une note positive pour l'astrobiologie, cependant, Weiss dit que la nouvelle étude ne fait rien pour réfuter la théorie de la «panspermie», selon laquelle la vie peut sauter d'une planète à l'autre par des météorites. Pendant son séjour à Caltech en tant qu'étudiant diplômé il y a plusieurs années, Weiss et son professeur superviseur, Joseph Kirschvink, ont montré que les microbes auraient en effet pu voyager de Mars à la Terre dans les fractures capillaires de l'ALH84001 sans être détruits par la chaleur. En particulier, le fait que les nakhlites n'ont jamais été chauffées à plus de 200 degrés Fahrenheit signifie qu'elles n'ont pas été stérilisées à la chaleur lors de leur éjection depuis Mars et de leur transfert sur Terre.
Ce travail a été parrainé par la NASA et la National Science Foundation.
Source d'origine: communiqué de presse du MIT
