Salut
J'ai fais une petite synthèse sur les découvertes récentes de Curiosité et j'aimerais bien avoir vos avis et commentaires là-dessus. N'hésitez pas à intervenir si vous trouvé quelque chose qui sonne faux, ou si vous voulez apporter des précisions.
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Le lundi le 9 décembre 2013 au Sol 479 de la mission de Curiosity, la revue américaine Science publies enfin les premiers résultats d’analyses des échantillons de résidu de poudre de roche récoltée lors du forage exécuté à « Cumberland » au Sol 279. Quatre échantillons ont été recueillis sur les deux sites de forage, il s’agit des Sols 196, 199, 224 et 227 pour « John Klein », et des Sols 282, 286, 290 et 368 pour « Cumberland ». Le dernier échantillon de « Cumberland » présenté au mini laboratoire SAM, dont la séquence d’analyse a débuté beaucoup plus tard à la hauteur du deuxième kilomètre. A été conservés durant plusieurs mois dans les chambres de stockage du système de préparation des échantillons de Chimra, pour y être tamisé à plusieurs reprises durant la mission afin d’obtenir une poudre plus fine, et qui a été suivi à chaque fois d’une série d’analyse effectuées par le spectromètre APXS du rover. Le gaz analysé par le spectromètre quadripolaire de SAM (QMS) après chauffage et pyrolyse sur différents pilier de température contenait de la vapeur d’eau, de l’oxygène moléculaire (O2), de l’hydrogène moléculaire (H2), d’acide chlorhydrique (HCl), du dioxyde de carbone (CO2), du dioxyde de soufre (SO2), d’acide sulfurique (H2S), d’oxyde nitrique (NO) et un oxyde de chlore de la famille des perchlorates (ClxOx). Le chromatographe en phase gazeuse (GCMS) de SAM a détecté la présence de chlorométhane (CH3Cl), de dichlorométhane (CH2Cl2) et du tétrachlorure de carbone (CCl4) à des concentrations plus fortes que ceux rencontré à « John Klein ». De la vapeur d’eau, de basalte (pyroxène, olivine, feldspath et plagioclase), de magnetite, de sulfate (bassanite) et des phyllosilicates (smectite) fut également détecté par le spectromètre à diffraction X de CheMin.
Les différents traitements qu’ont subis les échantillons de poudre de roche de « Cumberland », ont permis pour la première fois de dater les ingrédients minéraux d’une roche martienne, en mesurant avec le spectromètre QMS de SAM la désintégration spontanée de l’isotope du potassium40 qui se transforme lentement par radioactivité béta en Argon40, avec une durée de demi-vie de 1,25 milliards d’années. La présence de potassium dans l’échantillon a été détectée par le spectromètre APXS du rover lors des premières analyses pour identifier la composition chimique élémentaire des roches. L’Argon est un bon indicateur, car il s’agit d’un gaz noble inerte très volatile qui s’échappe très facilement quand la roche fond, et qui s’accumule piégé dans la roche quand celle-ci durcie. La poudre de roche de « Cumberland » est âgée entre 3,86 et 4,56 (~4,21) milliards d’années, soit le même âge que le système solaire, contre 3,6 à 4,1 (~3,7) milliards d’années pour le cratère « Gale ». Il s’agit de l’époque sortie tout droit de la période géologique du Noachien transitant vers le début du Hespérien (époque plus acide des sulfates), ou couvrant les époques comprises entre la fin du Theiikien et le début du Siderikien (voir le tableau des ères géologique Martienne dans l’introduction).
Les mesures radiologiques effectuées par l’instrument RAD sur le rayonnement solaire et cosmique galactique depuis 16 mois, combinées aux mesures du spectromètre quadripolaire (QMC) de SAM, après avoir chauffé l’échantillon de « Cumberland » à 890 oC pendant 25 minutes pour extraire et analyser la concentration de trois isotopes de gaz noble (21Ne, 3He et 36Ar), produit à faible profondeur entre deux et trois mètres lors de collisions de particules de très haute énergie du rayonnement cosmique et les nucléons des atomes des roches contenue dans la couche argileuse de « YellowKnite Bay ». Indiquent que cette couche sédimentaire, qui était jadis enfouis sous plusieurs mètres de profondeur sous la couche plus résistante et plus épaisse dénommé « Gillespie lake », a été exposé à la surface que récemment entre 48 et 108 millions d’années. L’altération physique des couches sédimentaires à l’intérieur du cratère « Gale » a été essentiellement provoqué par des mécanismes d’abrasion résultant de l’action éolienne drainant des grains de poussière et du sable fin capable de mettre à jours des sédiments très anciens et longtemps préservé. Comme semble le démontrer la présence de nodule plus résistant située à la surface des argiles avec leur lame de dépôt latérale, qui indique la direction des vents dominants à l’époque de leur formation.
L’absence d’altération causée par le phénomène de lixiviation, ou lessivage et transport des minéraux et des sels sur de grande distance à travers « Peace Vallis » jusqu’au pied du mont « Sharp ». En plus de la présence de la forte abondance de magnétite et de smectite, formé par l’altération aqueuse des basaltes et de l’olivine, de l’absence de sulfates de fer et de la présence de sulfate de calcium (gypse) qui résulte d’une altération aqueuse peu acide sur le site. Indique que la formation des argiles s’est effectuée localement par diagenèse à partir de l’altération hydrique des dépôts sédimentaire, provenant de lave basaltique alcaline constituée de matériau mafique riche en Mg, Fe et Ca. Il s’agit d’une époque géologique plus ancienne, contrairement aux sédiments de grès faiblement hydraté (anydrite) riches en sulfate de fer, et à la poussière martienne (régolithe) riche en hématite rencontré par le rover Opportunity dans les plaines sombres et basaltique de « Meridiani Planum » qui est d’une époque plus récente (Hespérien/Theiikien).
Les résultats obtenus par le premier forage effectués à « YellowKnite Bay », qui a été creusé dans la couche géologique la plus base dénommé « Sheepbed mudstone » constitué surtout de fragment de grès arrondie et de mudstone, un sédiment fluviaux-lacustre à grain très fin composé d’argile et de boue, avec la présence de veines de dépôts de sulfate de calcium (CaSO4) provenant de la précipitation en phase liquide d’une solution riche en sel. Avait déjà permis de trouver des indices sur la présence passé de l’écoulement de rivière à travers le cratère « Gale ». Avec les nouveaux résultats obtenus à « Cumberland », nous avons pour la première fois des preuves directes de l’altération chimique dans un environnement en milieu aqueux qui démontre que les ruisseaux et les rivières, qui s’écoulaient à travers les remparts du cratère « Gale » à différents époques, ont alimenté un lac d’eau douce froid de faible salinité qui se trouvait à la basse du mont « Sharp » à la hauteur du site d’atterrissage de Curiosity, et qui faisait environ 48 km de longueur sur 5 km de large. Le lac a été baptisé « Gillespie lake » et son origine remonterait peu de temps après la formation du cratère « Gale » il y a environ 3,7 milliards d’années, soit au tout début de l’époque Siderikien (l’ère des oxydes ferriques) ou vers la fin du Noachien. À cette époque, Mars avait déjà perdu une grande partie de son atmosphère, et l’ère des phillosilicates à l’époque ou la planète était beaucoup plus chaude et humide était déjà terminée depuis environ 400 millions d’années. Cette découverte de Curiosity est très importante, car elle démontre que certaines argiles ont pu se former à des époques plus récentes que celle qui était généralement admises, soit au tout début du Nonachien ou au Phyllosien, comme étant l’unique période géologique pour la formation des phillosilicates en milieu neutre.
L’histoire du lac commence peut de temps après la formation du cratère « Gale ». L’ère plus acide des sulfates du Theiikien (ou la fin du Noachien) avec ses grandes éruption de gaz volcanique et d’acide sulfurique viens de ce terminer. Cette époque correspond à celle explorer par le rover Opportunity à « Meridiani Planum », avec ses grandes étendus sombres composée en grande partie de pavées d’affleurements surmontés de dunes composée de basaltes, de grès de sulfate de fer, d’olivine et de concrétion minérale d’hématite formé en milieu aqueux acide peu profond emprisonnés dans une matrice de sédiment d’aspect boueux. La violence de l’onde de choc, créé lors de la collision de l’astéroïde qui a formé le cratère « Gale », a fait remonter en surface l’eau des nappes phréatiques souterraine avec activité hydrothermale, et fait fondre le pergélisol en profondeur des régions environnantes. Comme la région de « Aeolis Mensas » situé au nord-est du cratère, caractérisé par ses plateaux au sommet plats et aux versants très abrupts entourés de zones d’effondrement et de vallées très profonde. L’eau c’est ensuite frayer un chemin à travers les remparts du cratère « Gale » en se chargeant de minéraux d’origine basaltique, puis s’est écouler à travers les vallées jusqu'au fleuve « Peace Vallis » pour finalement terminé sa course en formant un lac d’eau douce au pied du mont « Sharp ». Ce phénomène semble s’être reproduit à deux autres reprises entre 3,81 et 3,65 milliards d’années avec l’éruption des volcans se trouvant au alentours, comme « Appollinaris Mons » situé vers l’est et « Elysium Mons » situé plus au nord.
Les premières inondations auraient apporté une partie des sédiments d’impact qui se sont déposé au fond du jeune lac, puis qui ont été par la suite altéré en milieux aqueux pour former la couche de dépôt « Sheepbed mudstone », composé de grès et d’argiles aux grains très fin et de concretion sphérique (bumps) et d’autre de forme vacuolaire (Point Lake). Les veinnes blanches de sulfate de calcium observé par Curiosité, caractérisent l’infiltration de minéraux sulfatés en solution à travers les fissures de la roche, lorsque quelque temps après la collision des eaux souterraines profonde et surchauffée se sont mis à remonté vers la surface par des mécanismes hydrothermaux. À cette époque, le lac devait-être entouré d’un paysage montagneux recouvert de sommets enneigés avec à sa surface plusieur gézers d’eau chaude jaillissant de plusieurs endrois à la fois. Les innondations suivantes ont apporté d’autre sédiment qui ont recouvert ceux de la couche de « Sheepbed mudstone » pour former celle plus épaisse aux grains plus grossier de « Gillespie lake ». Chacunes de ses épisodes doit avoit durée quelque milliers d’années sur un intervalle de temps géologique pouvant avoir perdurée plusieurs dizaines de millions d’années. Soit le temps nécessaire pour former au fond du lac l’épaisseur des couches sédimentaire retrouvé à « Sheepbed mudstone » et « Gillespie lake ». Mais la cause des innondation peut être multiple : chute d’astéroïdes, activité volcanique et hydrothermale, réchauffement atmosphérique relier aux différents paramètres orbitaux de la planète Mars dans le temps
De nos jours, il ne reste plus d’eau dans le cratère « Gale », mais toutes les conditions ont été réunies dans le passé lointains de cette région de la planète pour permettre le maintien des conditions d’habitabilité nécessaires pour abriter et maintenir la vie microbienne élémentaire de type chemolithoautotrophe, ou mangeur de pierre, se servant du soufre ou du fer contenue dans les minéraux des roches qui les entourent comme source d’énergie et accepteur final d’électron dans les réaction d’oxydoréduction de leur métabolisme. Il s’agit d’organisme qui pourrait ressembler à ce que nous retrouvons sur terre dans les grottes des mines d’or d’Afrique du Sud, ou encore sous les profondeurs abyssales des océans se trouvant à proximité des sources hydrothermales. L’astromobile ayant remplis son objectif sur la recherche d’indices des conditions d’habitabilités passé, va désormais poursuivre ses analyses de terrain dans le but de tenter de reconstruire le puzzle de la matière organique, afin de savoir si la vie à put émerger dans le passer sur la planète Mars.
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1 – New Results Send Mars Rover on a Quest for Ancient Life, Science Vol 342, 2013-12-09
(Documents PDF :
http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/sc ... rchpapers/)
PS : J'ai un petit problème concernant l'origine des matériaux felsiques retrouver à Rockness.
Gilles
Denis
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