Pourquoi Mars est-elle rouge ? Une étude suggère une nouvelle explication à la couleur distinctive de la planète

Une étude de la poussière martienne , combinant des données provenant de missions spatiales et des répliques d’échantillons en laboratoire, suggère qu’elle a été oxydée dans un passé lointain, lorsque l’eau liquide était répandue.

Mars est facilement identifiable dans le ciel nocturne grâce à sa teinte rouge prononcée . Grâce à la flotte de vaisseaux spatiaux qui ont étudié la planète au cours des dernières décennies, nous savons que cette couleur rouge est due aux minéraux de fer oxydés présents dans la poussière. Autrement dit, le fer lié aux roches de Mars a, à un moment donné, réagi avec l’eau liquide, ou avec l’eau et l’oxygène de l’air, de la même manière que la rouille se forme sur Terre.

Au cours de milliards d’années, cette matière oxydée (oxyde de fer) a été décomposée en poussière et répandue sur la planète par les vents , un processus qui se poursuit aujourd’hui.

Mais les oxydes de fer existent sous de nombreuses formes, et la chimie exacte de la rouille martienne a fait l'objet de nombreux débats, car sa formation est une fenêtre sur les conditions environnementales de la planète à l'époque. Et étroitement liée à cela se pose la question de savoir si Mars a jamais été habitable.

Des études antérieures sur le composant oxyde de fer de la poussière martienne, basées uniquement sur des observations de vaisseaux spatiaux, n'ont trouvé aucune trace d'eau contenue dans ce composant. Les chercheurs ont donc conclu que ce type particulier d'oxyde de fer devait être de l'hématite, formée dans des conditions de surface sèches par des réactions avec l'atmosphère martienne pendant des milliards d'années, après la première période humide de Mars.

Cependant, une nouvelle analyse des observations des engins spatiaux combinée à de nouvelles techniques de laboratoire montre que la couleur rouge de Mars correspond mieux aux oxydes de fer contenant de l'eau, connus sous le nom de ferrihydrite .

La ferrihydrite se forme généralement rapidement en présence d’eau froide, elle a donc dû se former lorsque Mars avait encore de l’eau à sa surface. La ferrihydrite a conservé sa signature aqueuse à ce jour, bien qu'elle ait été broyée et répandue sur toute la planète depuis sa formation.

« Nous avons essayé de créer une réplique de la poussière martienne en laboratoire en utilisant différents types d'oxyde de fer. Nous avons découvert que la ferrihydrite mélangée à du basalte , une roche volcanique, correspondait le mieux aux minéraux observés par les engins spatiaux sur Mars », explique dans un communiqué l'auteur principal Adomas Valantinas, postdoctorant à l'Université Brown et anciennement à l'Université de Berne en Suisse, où il a commencé ses travaux avec les données du Trace Gas Orbiter (TGO) de l'ESA.

« Mars est toujours la planète rouge. C'est juste que notre compréhension de la raison pour laquelle Mars est rouge a changé. La principale implication est que, comme la ferrihydrite n'a pu se former que lorsqu'il y avait encore de l'eau à la surface, Mars s'est oxydée plus tôt que nous le pensions. De plus, la ferrihydrite reste stable dans les conditions actuelles sur Mars. »

D’autres études ont également suggéré que la ferrihydrite pourrait être présente dans la poussière martienne, mais Adomas et ses collègues ont fourni la première preuve complète grâce à une combinaison unique de données provenant de missions spatiales et de nouvelles expériences en laboratoire.

Ils ont créé la réplique de poussière martienne en utilisant une rectifieuse avancée pour obtenir une taille de grain de poussière réaliste équivalente à 1/100e d'un cheveu humain. Ils ont ensuite analysé leurs échantillons en utilisant les mêmes techniques que celles utilisées dans les vaisseaux spatiaux en orbite pour effectuer une comparaison directe, identifiant finalement la ferrihydrite comme la meilleure correspondance.

« Cette étude est le résultat d'ensembles de données complémentaires provenant de la flotte de missions internationales explorant Mars depuis l'orbite et au niveau du sol », explique Colin Wilson, scientifique du projet TGO et Mars Express de l'ESA.

L’analyse de la minéralogie de la poussière de Mars Express a permis de montrer que même les régions très poussiéreuses de la planète contiennent des minéraux riches en eau. Et grâce à l’orbite unique de TGO qui lui permet d’observer la même région sous différentes conditions d’éclairage et sous différents angles, l’équipe a pu déterminer la taille et la composition des particules, essentielles pour recréer la bonne taille de poussière en laboratoire.

Les données de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, ainsi que les mesures au sol effectuées par les rovers Curiosity , Pathfinder et Opportunity de la NASA, ont également contribué à démontrer la présence de ferrihydrite.

« Nous attendons avec impatience les résultats des missions à venir, telles que le rover Rosalind Franklin de l'ESA et le Mars Sample Return de la NASA et de l'ESA, qui nous permettront d'étudier plus en détail ce qui rend Mars rouge », ajoute Colin.

« Certains des échantillons déjà collectés par le rover Perseverance de la NASA et qui attendent d'être ramenés sur Terre contiennent de la poussière. Une fois que nous aurons ramené ces précieux échantillons au laboratoire, nous pourrons mesurer exactement la quantité de ferrihydrite présente dans la poussière et ce que cela signifie pour notre compréhension de l'histoire de l'eau (et de la possibilité de vie) sur Mars. »