Le rover Perseverance de la NASA a confirmé la présence d’un ancien lac sur Mars qui pourrait contenir la clé de la vie ancienne. Les preuves d’anciens sédiments lacustres à la base du cratère Jezero sur Mars offrent un nouvel espoir de détecter des traces de vie dans les échantillons collectés par le rover Perseverance de la NASA.
Persévérance – Persévérance a atterri le 18 février 2021 à l’intérieur du cratère Jezero de 45 kilomètres de large sur la planète rouge, qui aurait autrefois abrité un grand delta de lac et de rivière. Le rover parcourt le cratère à la recherche de signes de vie passée, et collecte et stocke des dizaines d’échantillons en cours de route pour un éventuel retour sur Terre dans le futur. En utilisant l’instrument Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment (RIMFAX) sur le rover, des chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) et de l’Université d’Oslo ont découvert de nouveaux indices sur la façon dont les couches de sédiments se sont formées au fil du temps sur le fond du cratère.
Un ensemble de caractéristiques géologiques suggèrent qu’il y a plus de 3,5 milliards d’années, il y avait ici un lac dans lequel se jetait une rivière assez grande. Sur les photographies spatiales prises par la station interplanétaire automatique Mars Express de l’Agence spatiale européenne (ESA), un cône de dépôts sédimentaires de l’ancien delta du fleuve est clairement visible en face de son embouchure au fond du cratère.
« Depuis l’orbite, nous pouvons voir de nombreux gisements différents, mais nous ne pouvons pas dire avec certitude si ce que nous voyons est leur état d’origine ou si nous assistons à la fin d’une longue histoire géologique », a déclaré David Page, premier auteur de l’étude et chercheur principal adjoint. Chercheur RIMFAX et professeur à UCLA. « Pour dire comment ces choses se sont formées, nous devons regarder plus profondément. »
Alors que Perseverance traverse la surface de Mars, l’instrument RIMFAX envoie des ondes radar à des intervalles de 4 pouces (10 centimètres) et mesure les impulsions réfléchies à environ 65,6 pieds (20 mètres) sous la surface pour créer un profil souterrain d’un cratère. sur Mars. Les données RIMFAX ont montré des sédiments provenant de l’eau qui remplissait autrefois le cratère. Il est possible qu’une vie microbienne ait existé dans le cratère à cette époque, et si une telle vie existait sur Mars, les échantillons de sédiments de cette zone contiendraient des traces de leurs restes.
Deux périodes distinctes de dépôt se sont produites, entraînant la formation de couches de sédiments sur le fond du cratère qui semblent régulières et horizontales, un peu comme les couches observées sur Terre. Les niveaux d’eau fluctuants du lac ont provoqué la formation de certains dépôts de sédiments dans un immense delta, que Perseverance a traversé entre mai et décembre 2022, selon le communiqué.
Les mesures radar montrent également un fond de cratère inégal sous le delta, probablement dû à l’érosion avant le dépôt des sédiments. Au fur et à mesure que le lac s’asséchait, les couches de sédiments du cratère se sont érodées, formant les caractéristiques géologiques visibles aujourd’hui à la surface de Mars. « Les changements que nous observons dans les roches sont causés par des changements à grande échelle dans l’environnement martien », a déclaré Page dans un communiqué. « C’est passionnant de voir autant de preuves de changement dans une zone géographique aussi petite, ce qui nous permet d’étendre nos découvertes à l’échelle de l’ensemble du cratère. »
L’imagerie spectrométrique de Mars Reconnaissance Orbiter, lancée en 2005, a montré qu’ils contiennent des carbonates et des minéraux argileux, dont la formation nécessite de l’eau liquide. Selon les scientifiques, si la vie existait sur Mars aux époques primitives, ses traces devraient alors être préservées dans les roches sédimentaires du delta ou du lac lui-même. C’est pourquoi ils ont décidé d’envoyer le rover ici.
Les carbonates présentent un intérêt particulier du point de vue de la recherche de traces de vie ancienne. Sur Terre, ils constituent les coquilles d’invertébrés marins, les squelettes de coraux, ainsi que les stromatolites, restes fossiles d’anciens tapis cyanobactériens. Les fossiles carbonatés sont parfaitement conservés dans les roches sédimentaires depuis des milliards d’années. Les stromatolithes les plus anciennes trouvées dans les roches terrestres sont également apparues il y a 3,5 à 3,7 milliards d’années.
Le rover Perseverance est équipé d’instruments d’analyse de la composition chimique et minéralogique des roches et de détection de composés organiques, ainsi que du radar à pénétration de sol RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment), qui sonde l’intérieur de Mars jusqu’à une profondeur de 20 mètres. . Il est capable de distinguer des roches de densités et de structures différentes et de trouver des lentilles de glace et de saumure souterraines. De plus, le rover dispose d’un bras robotique doté d’une perceuse, avec lequel l’appareil prélève des échantillons de roche pesant environ 20 grammes chacun et les scelle dans des cylindres métalliques.
La mission clé de Perseverance, telle que définie par les responsables du projet, est de rechercher des biosignatures pouvant confirmer l’existence d’une vie microbienne sur Mars dans le passé. La mission visait donc initialement à collecter et analyser des échantillons de roches sédimentaires du fond du lac et du delta de l’ancien fleuve. La difficulté était que le paléodelta avait une topographie inversée. Les dépôts sédimentaires étant plus résistants aux intempéries que les roches pyroclastiques environnantes, les anciens chenaux des rivières forment désormais des crêtes qui s’élèvent au-dessus de la zone environnante. Par conséquent, ils ont décidé de faire atterrir le rover non pas dans la zone du delta, mais sur le fond plat du cratère qui lui fait face.
Le principe de fonctionnement de l’appareil est le suivant : tous les dix centimètres de trajet, il émet des ondes radar électromagnétiques qui pénètrent jusqu’à 20 mètres de profondeur dans Mars. En déterminant l’impulsion des ondes réfléchies revenant de la profondeur, le géoradar construit une image du profil du sous-sol, qui montre des roches aux propriétés physiques différentes et les interfaces entre elles avec une précision d’un centimètre.
Auparavant, sur la base de données géologiques, on savait que le cratère s’était formé il y a environ 3,9 milliards d’années, au milieu de la période noachienne. Son fond est composé principalement de roches volcaniques âgées de 3,9 à 3,8 milliards d’années. Et les dépôts sédimentaires du delta se sont formés il y a 3,75 à 3,5 milliards d’années, à la fin du Noachien et au début de l’Hespérien.
Puis un lac s’est formé et des sédiments ont commencé à se déposer au fond. Dans la partie basale (la plus basse) des sédiments lacustres, les couches sont strictement horizontales. Cela suggère que la sédimentation au stade initial a eu lieu dans l’environnement d’une vaste étendue d’eau calme. Peu à peu, le niveau du lac monta. Parallèlement, la hauteur du cône de sédiments fluviaux – sédiments deltaïques dans sa partie ouest, au confluent du fleuve – a augmenté.
Puis vint la période sèche. L’eau du lac diminuait de plus en plus et le débit calme de la rivière cédait la place à des ruisseaux orageux occasionnels. Ceci est indiqué par la présence de nombreux rochers dans les sédiments indifférenciés des dépôts du deltaïque supérieur. Puis le lac s’est asséché et la deuxième étape de l’érosion a commencé. À cette époque, des affleurements rocheux tels que le cap Nukshak et des ravins profonds tels que Hawksbill Gorge se sont formés.