Découverte d'un nouveau minéral martien dans d'anciens dépôts de soufre

Un minéral sans équivalent sur Terre

Des scientifiques étudiant des données provenant de Mars ont identifié ce qui pourrait être un minéral inédit : un hydroxysulfate ferrique jusqu'alors inconnu en science planétaire. La découverte, publiée dans Nature Communications et menée par le Dr Janice Bishop du SETI Institute et du Ames Research Center de la NASA, a été réalisée en combinant des expériences de laboratoire détaillées avec des données spectroscopiques capturées par l'instrument CRISM à bord de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.

Depuis près de deux décennies, les chercheurs avaient remarqué des signatures spectrales déroutantes dans les dépôts de sulfate de fer martiens qui ne correspondaient à aucun minéral connu. Ce n'est que maintenant qu'une enquête systématique a percé le mystère. Le minéral – l'hydroxysulfate ferrique – est rare même sur Mars, n'apparaissant que dans une poignée de petites zones localisées près du système de canyons massif de la planète.

Chaleur, eau et chimie

L'histoire de la formation de ce minéral est aussi celle de la perte d'eau de Mars. D'anciennes saumures riches en sulfates s'accumulaient autrefois dans de vastes régions de basses terres. Au fur et à mesure que ces eaux s'évaporaient progressivement, elles laissaient derrière elles des dépôts stratifiés de sulfates de fer hydratés. Ensuite, des éruptions volcaniques et une activité géothermique ont chauffé les sédiments asséchés à des températures dépassant 100 °C – et en présence d'oxygène atmosphérique, la chimie a changé, produisant de l'hydroxysulfate ferrique.

« Cet hydroxysulfate ferrique ne se forme que lorsque des sulfates ferreux hydratés sont chauffés en présence d'oxygène », a expliqué le chercheur postdoctoral Dr Johannes Meusburger, l'un des co-auteurs de l'étude. Des expériences en laboratoire ont confirmé la séquence de transformation : les sulfates polyhydratés perdent d'abord des molécules d'eau à environ 50 °C, et au-dessus de 100 °C, la structure chimique se réorganise fondamentalement en un nouveau composé.

Deux sites martiens clés portent l'empreinte du minéral. À Juventae Chasma, d'anciens canaux d'eau sillonnent le terrain à côté de formations volcaniques – des signes de lave ou de cendres qui auraient pu fournir la chaleur nécessaire. À Aram Chaos, le paysage chaotique et fracturé témoigne d'une histoire d'inondations catastrophiques et d'une chaleur géothermique ultérieure provenant de l'intérieur de la planète.

Une Mars plus dynamique qu'on ne le pensait

Les implications vont bien au-delà de la minéralogie. Les résultats indiquent que Mars est restée chimiquement et thermiquement active bien plus récemment que les scientifiques ne l'avaient supposé – potentiellement au cours des 3 derniers milliards d'années. Cette chronologie est extrêmement importante pour les questions d'habitabilité, car la chaleur géothermique et l'eau liquide sont parmi les ingrédients clés qui pourraient soutenir la vie microbienne.

« Ces minéraux survivent pendant des milliards d'années à la surface sèche de Mars, préservant de précieuses preuves sur les conditions primitives de la planète », a noté l'équipe de Bishop. Étant donné que Mars ne connaît pas de recyclage tectonique, ses archives géologiques anciennes restent largement intactes – une bibliothèque que la Terre a largement détruite par le mouvement des plaques et l'érosion.

Importance pour les futures missions

La découverte a une pertinence directe pour les prochaines missions de la NASA et de l'ESA axées sur la recherche de biosignatures. Les endroits où la chaleur volcanique a autrefois interagi avec de l'eau stagnante – exactement les environnements où se forme l'hydroxysulfate ferrique – sont les types de niches que les astrobiologistes considèrent comme les plus prometteuses pour la préservation des traces de vie ancienne.

Il existe également une mise en garde scientifique à noter : avant que l'hydroxysulfate ferrique puisse être formellement reconnu comme une nouvelle espèce minérale, il doit d'abord être confirmé dans un échantillon terrestre. Les règles de classification de la nature exigent un spécimen physique, pas seulement une correspondance spectrale. Cette chasse sur Terre est maintenant en cours.

La recherche ajoute une nouvelle couche de complexité à notre compréhension de la planète rouge – une planète qui ressemble de plus en plus à un monde qui était, dans un passé lointain, bien plus dynamique, humide et potentiellement favorable à la vie que ne le suggère son présent froid et aride.