Une découverte fascinante sur Mars pourrait éclairer notre compréhension de son histoire géologique. Des chercheurs ont identifié un possible nouveau minéral, l’hydroxysulfate ferrique, à partir d’analyses des dépôts de sulfates dans des régions clés, soulevant des questions sur les processus géologiques du passé du planétaire.
Dépôts stratifiés riches en sulfates dans la région d’Aram Chaos sur Mars, où des scientifiques ont détecté des signaux compatibles avec un possible nouveau minéral. Crédit : NASA/JPL–Caltech/Université de l’Arizona.
Un minéral jamais observé auparavant pourrait avoir été identifié sur Mars, fournissant de nouvelles informations sur le passé géologique et climatique du planète. Il s’agit de l’hydroxysulfate ferrique, une forme potentielle de sulfate de fer détectée par l’analyse de dépôts riches en sulfates près du gigantesque système de canyons de Valles Marineris, qui traverse l’équateur martien. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Nature Communications par une équipe de chercheurs du SETI Institute et du NASA Ames Research Center.
Cette analyse a porté en particulier sur deux zones : Aram Chaos, une région complexe associée à d’anciennes inondations à grande échelle, et l’altiplano au-dessus de Juventae Chasma, une dépression profonde d’environ cinq kilomètres située juste au nord de Valles Marineris. Pour identifier ce minéral potentiel, les chercheurs ont combiné des expériences en laboratoire avec des données collectées par le spectromètre Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) à bord de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.
“Nous avons analysé des sites où les données orbitales montraient des bandes spectrales anormales associées à des dépôts stratifiés et à une géologie particulièrement intrigante”, a expliqué la chercheuse Janice Bishop.
Sur Mars, le soufre est extrêmement courant et forme facilement des minéraux sulfates, qui peuvent se transformer avec le temps, donc donnant naissance à des phases minérales plus rares. Contrairement à la Terre, où ces composés sont rapidement dissous par les pluies et l’érosion, à la surface aride de la planète ils peuvent se conserver pendant des milliards d’années. Pour cette raison, les dépôts de sulfates constituent de véritables archives géologiques de l’histoire martienne.
Le possible nouveau minéral détecté dans les dépôts de sulfates
Pendant près de vingt ans, la communauté scientifique a été perplexe face à des signatures spectrales étranges observées dans les régions de Juventae Chasma et Aram Chaos. En particulier, une bande d’absorption centrée à environ 2,236 micromètres ne correspondait à aucun minéral connu.
Les nouvelles analyses suggèrent désormais que ces signaux pourraient provenir d’un rare hydroxysulfate ferrique. Les expériences en laboratoire ont montré que ce composé peut se former lorsque des sulfates de fer hydratés — comme la rozenite ou la szomolnokite — sont chauffés en présence d’oxygène.
“Bien que les changements dans la structure atomique soient minimes, cette réaction modifie considérablement la manière dont les minéraux absorbent la lumière infrarouge, permettant de les identifier dans les données orbitales”, a précisé Johannes Meusburger.
Étant donné que cette transformation nécessite des températures supérieures à 100 °C, les chercheurs estiment que le minéral s’est formé suite à des épisodes de chaleur souterraine ou à une activité volcanique locale qui ont réchauffé les sédiments après leur dépôt.
Ce que révèle l’hydroxysulfate ferrique sur le passé de Mars
La possible présence de ce minéral indique que certaines régions de Mars pourraient avoir été géologiquement plus dynamiques que ce que l’on croyait. Les dépôts analysés se situent dans des zones qualifiées de “terrains chaotiques”, des paysages fracturés modélisés par d’anciennes inondations à grande échelle où, avec l’assèchement progressif de l’eau, les sels minéraux dissous se sont accumulés pour former des couches de sulfates.
Près des canyons de Valles Marineris, la présence de niveaux minéraux épais d’environ un mètre, emprisonnés entre des matériaux basaltiques, suggère que ces sédiments ont été subséquemment réchauffés par des coulées de lave ou des dépôts pyroclastiques.
Selon les chercheurs, ces processus auraient pu se produire relativement tard dans l’histoire de la planète, au cours de la période amazonienne, il y a moins de trois milliards d’années.
“Le matériel obtenu en laboratoire est probablement un nouveau minéral, compte tenu de sa structure cristalline unique et de sa stabilité thermique”, a noté Janice Bishop. Pour une reconnaissance officielle, il sera cependant nécessaire de l’identifier également dans la nature — par exemple en trouvant un analogue sur Terre ou en analysant à l’avenir les échantillons ramenés de Mars.
Globalement, l’étude suggère que certaines régions de Mars ont conservé de la chaleur souterraine plus longtemps que prévu, prolongeant l’activité géologique de la planète bien au-delà des grandes phases d’inondation qui ont marqué son passé.