Il y a environ 61 000 météorites sur Terre, ou du moins c'est le nombre qui a été trouvé. Parmi eux, environ 200 d'entre eux sont très spéciaux: ils sont venus de Mars. Et ces 200 météorites ont été des indices importants sur la formation de Mars au début du système solaire.
Nous savons que Mars était un endroit très différent dans le passé. Les surfaces les plus anciennes de Mars montrent des signes d’eau, d’activité volcanique et d’impact des planétésimaux, qui sont définis comme des protoplanètes d’un diamètre d’environ 1930 km (1200 miles). Mais de nombreux indices sur la formation de Mars sont effacés par le passage de milliards d'années, à l'exception des météorites.
Certains impacts sur Mars étaient suffisamment puissants pour éjecter des météores dans l'espace, et certains de ces météores ont frappé la Terre sous forme de météorites. Ces météorites contiennent de grandes variations d'éléments comme le tungstène et le platine. Le tungstène et le platine ont une affinité pour le fer, et pendant les premiers jours fondus de Mars, le tungstène et le platine se seraient enfoncés dans le cœur de la planète avec le fer.
Les météorites martiennes que nous avons trouvées sur Terre sont donc un échantillon de la croûte martienne au moment de l'impact initial. Étant donné que le tungstène et le platine n'étaient pas présents dans la croûte au moment de l'impact, ayant coulé jusqu'au cœur, ils devaient provenir d'ailleurs. Une nouvelle étude indique que le tungstène et le platine dans les météorites provenaient de la croûte des planétésimaux qui ont frappé Mars, et ne provenaient pas de la croûte d'origine de Mars. Au lieu de cela, Mars a mis plus de temps à se former que prévu, et pendant ce temps, les planétésimaux ont percuté Mars, créant cette croûte qui a été échantillonnée par les météorites.
L'étude est intitulée «Un manteau martien de composition hétérogène en raison d'une accrétion tardive». L'auteur principal est Simone Marchi du Southwest Research Institute (SwRI). L'article est publié dans la revue Science Advances.
Si les planétésimaux ont déposé leur tungstène et platine sur la surface martienne, cela signifie que ces planétésimaux ont frappé Mars plus tard dans leur histoire, après que la planète se soit refroidie et que le noyau primaire s'était déjà formé. Par extension, cela signifie que Mars a mis plus de temps à se former que prévu. Les rapports isotopiques dans les météores de la désintégration radioactive dans la croûte renforcent l'idée que la formation martienne a pris plus de temps.
Auparavant, les preuves ressemblaient à la formation de Mars dans environ 2 à 4 millions d'années. Mais cette conclusion était largement basée sur les météorites martiennes et leur rapport d'isotopes de tungstène. Cette nouvelle étude suggère que le nombre limité de ces météorites disponibles pour l'étude a biaisé le résultat.
«Nous savions que Mars avait reçu des éléments tels que le platine et l'or lors de collisions de grande envergure. Pour étudier ce processus, nous avons effectué des simulations d’impact de l’hydrodynamique des particules lissées », a déclaré le Dr Simone Marchi de SwRI, auteur principal d’un article de Science Advances décrivant ces résultats. «Sur la base de notre modèle, les premières collisions produisent un manteau martien hétérogène, semblable à un gâteau de marbre. Ces résultats suggèrent que la vue dominante de la formation de Mars pourrait être biaisée par le nombre limité de météorites disponibles pour l'étude. »
Les rapports isotopiques du tungstène dans les météorites ont conduit à la conclusion que Mars s'est formée en environ 2 à 4 millions d'années. Mais des collisions avec des planétésimaux avec leurs propres croûtes auraient pu modifier l'équilibre du rapport du tungstène dans la croûte de Mars, et cela suggérerait qu'il a fallu jusqu'à 20 millions d'années pour que Mars se forme. Et c'est ce que montre le modèle de l'équipe.
«Les collisions de projectiles suffisamment grands pour avoir leurs propres noyaux et manteaux pourraient entraîner un mélange hétérogène de ces matériaux dans le manteau martien ancien», a déclaré le co-auteur, le Dr Robin Canup, vice-président adjoint de la Division des sciences et de l'ingénierie spatiales de SwRI. "Cela peut conduire à des interprétations différentes sur le moment de la formation de Mars que celles qui supposent que tous les projectiles sont petits et homogènes."
L'un des problèmes avec les météorites martiennes est que nous ne savons pas exactement d'où elles proviennent sur Mars, et nous ne savons pas si elles sont un échantillon représentatif de la croûte entière, ou si elles ne proviennent que de quelques-unes Emplacements. Avec seulement environ 200, il est peu probable qu'il s'agisse d'un échantillon diversifié. En fait, il est plus probable que toutes les météorites martiennes proviennent de relativement peu d'impacts.
Cette nouvelle étude montre que différents emplacements sur la croûte martienne auraient pu recevoir différentes concentrations de matériaux de différents grands projectiles. Cela implique différentes concentrations d'éléments aimant le fer.
La difficulté à comprendre Mars se résume à un manque d'échantillons. Les météorites martiennes, bien qu'elles soient convaincantes et intéressantes sur le plan scientifique, ne sont pas un échantillon représentatif. Nous espérons que les futures missions sur Mars retourneront plus d'échantillons pour étude. Avec ceux qui sont en main, les scientifiques pourront avoir une meilleure idée de la façon dont les roches aimant le fer sont variables dans la croûte martienne de nos jours.
Cela nous aidera à son tour à comprendre l’histoire de la formation de la planète.
«Pour bien comprendre Mars, nous devons comprendre le rôle que les collisions les plus anciennes et les plus énergétiques ont joué dans son évolution et sa composition», a conclu Marchi.
Plus:
- Communiqué de presse: LES MODÈLES SWRI CONSEILLENT À PLUS LONG TERME POUR LA FORMATION DE MARS
- Document de recherche: un manteau martien de composition hétérogène dû à une accrétion tardive
- Space Magazine: La planète Mars, de pôle en pôle
