ESPACE - L'atmosphère de Mars était riche en oxygène il y a 4 milliards d'années

Des météorites particulières et très rares, les SNC (shergotite, nakhlite, chassignite), viennent de Mars. Des analyses de gaz contenus dans l'une de ces météorites, une shergotite nommée EETA 79001, ont confirmé cette origine. On a utilisé ces SNC pour contraindre des modèles de la planète rouge.

Ce sont les missions Viking sur Mars qui ont permis de déterminer l’origine de certaines météorites rares sur Terre, que l’on regroupe sous le nom de SNC (pour shergotite, nakhlite, chassignite). Les dénominations de ces trois familles de météorites martiennes dérivent des villes à proximité desquelles les premières représentantes ont été trouvées (par exemple Shergotty en Inde). Grâce aux atterrisseurs des missions Viking, on a pu déterminer que ces météorites contiennent des bulles de gaz dont la composition rappelle celles de Mars.

Pendant longtemps, les SNC ont servi à contraindre les modèles internes de la planète rouge, et donc son histoire géologique et atmosphérique. Ce sont des roches ignées relativement jeunes puisque l’on sait qu’elles se sont cristallisées entre 180 millions d’années et 1,4 milliards d’années.

L'énigme des basaltes du cratère Gusev.

Or, quand le rover Spirit est arrivé aux abords des roches basaltiques du cratère martien Gusev, les planétologues et les cosmochimistes ont commencé à se poser des questions sur la fiabilité de leurs modèles. Gusev est un cratère météoritique d'environ 166 km de diamètre dont l'âge est estimé à au moins 3,7 milliards d’années. Il a été baptisé en 1976 du nom d'un astronome Russe, Matvei Gusev (1826-1866) qui travailla à l'observatoire de Poulkovo près de Saint-Pétersbourg. Gusev fut le premier à montrer la non-sphéricité de la Lune concluant qu'elle était allongée dans la direction de la Terre. Il est aussi considéré comme l'un des pionniers dans l'usage de la photographie en astronomie.

Les basaltes du cratère Gusev, mis à jour par l’impact de météorite, sont chimiquement assez différents de ceux des SNC. On n’en comprenait pas la raison, mais il semblait certain que l’on ne pouvait plus faire confiance aux données extraites des SNC comme indicateurs fiables pour connaître la composition et la structure interne de la planète rouge.

Dans un article publié dans Nature, des chercheurs de l’université d’Oxford réconcilient les données issues de l’inspection des roches de Gusev par Spirit, avec celles provenant des analyses de SNC sur Terre. Il faut pour cela supposer que le manteau supérieur de Mars était particulièrement riche en oxygène il y a environ quatre milliards d’années. Les SNC sont plus jeunes, car elles proviennent de la cristallisation d’un magma plus profond à l’intérieur de Mars qui s’est extrêmement refroidi en quelques milliards d’années, contrairement à la Terre dont les réserves de chaleur sont plus importantes du fait de sa taille. Ce magma plus récent qui constitue les SNC est aussi plus pauvre en oxygène.

Beaucoup d’oxygène sur Mars avant la Grande Oxydation sur Terre.

Mais si l’on accepte cette hypothèse, on aboutit à deux conclusions surprenantes. Cela implique tout d’abord que l’atmosphère de Mars était riche en oxygène voilà quatre milliards d’années. Sur Terre, il a fallu attendre la Grande Oxydation il y a de cela presque 2,5 milliards d’années pour que l’atmosphère s’enrichisse en oxygène.

Cette première conclusion est déjà étonnante mais son corollaire ne l’est pas moins. Pour que le magma du manteau supérieur de Mars soit riche en oxygène provenant de son atmosphère, il faut faire intervenir des processus de subduction ayant entraîné dans le manteau des roches de surfaces riches en oxygène. Cela veut donc dire qu’il devait exister une tectonique des plaques sur Mars à cette époque, alors que l’on a bien du mal à en trouver de vraies traces actuellement.

Comme l’explique Bernard Wood, l’un des auteurs de l’article, il est probable qu’il y a environ quatre milliards d’années, Mars était humide, chaude, et déjà rouge du fait d’importantes quantités de rouille à sa surface. Mais qu’en était-il d’une possible vie à ce moment-là ? Espérons que des missions comme ExoMars nous en apprendront plus à ce sujet.

De l'oxygène ensuite de la vie.....:14: