La découverte de la météorite remet en question notre compréhension de l’origine de Mars

Un petit morceau de pierre qui s’est jadis détaché de Mars et a trouvé son chemin vers la Terre peut contenir des indices qui révèlent des détails surprenants sur la formation de la planète rouge.

Une nouvelle analyse de la météorite Chassigny, qui est tombée sur Terre en 1815, suggère que la façon dont Mars a obtenu des gaz volatils, tels que le carbone, l’oxygène, l’hydrogène, l’azote et les gaz nobles, est incompatible avec nos schémas actuels de formation des planètes.

Selon les modèles actuels, les planètes naissent de la trame de l’étoile survivante. Les étoiles se forment à partir d’un nuage de poussière et de gaz semblable à du brouillard lorsqu’un morceau de matériau dense s’effondre sous l’effet de la gravité. Au fur et à mesure qu’il tourne, il enroule plus de matière pour se développer à partir du nuage environnant.

Ce matériau forme un disque qui tourne autour d’une nouvelle étoile. Sur ce disque, la poussière et le gaz commencent à se coller ensemble dans le processus de croissance d’une planète bébé. Nous avons vu d’autres systèmes de bébés planètes se former de cette manière, et des preuves dans notre propre système solaire suggèrent qu’il est né de la même manière, il y a environ 4,6 milliards d’années.

Mais comment et quand certains éléments ont été ajoutés aux planètes a été difficile à assembler.

Selon les modèles actuels, les gaz volatils sont absorbés par la planète en fusion formée par la nébuleuse. Parce que la planète est si chaude et friable à ce stade, ces substances volatiles sont libérées dans l’océan magmatique global, qui se forme avant d’être partiellement libérées dans l’atmosphère plus tard lorsque le manteau se refroidit.

Plus tard, des substances plus volatiles sont délivrées par bombardement avec des météorites – les substances volatiles associées aux météorites carbonées (appelées chondrites) sont libérées lorsque ces météorites se désintègrent lorsqu’elles sont amenées sur la planète.

Ainsi, l’intérieur de la planète devrait refléter la composition de la nébuleuse solaire, tandis que son atmosphère devrait principalement refléter la contribution volatile des météorites.

Nous pouvons distinguer ces deux sources en examinant la relation entre les isotopes des gaz nobles, en particulier le krypton.

Et puisque Mars s’est formé et solidifié relativement rapidement en environ 4 millions d’années, par rapport à la Terre jusqu’à 100 millions d’années, c’est un bon record pour les toutes premières étapes du processus planétaire.

“Nous pouvons reconstituer l’histoire des premiers millions d’années d’approvisionnement volatil dans le système solaire”, a déclaré Sandrine Péron, géochimiste à l’Université de Californie Davis, aujourd’hui ETH Zurich.

Bien sûr, seulement si nous avons accès aux informations nécessaires – et voici le don d’espace de la météorite de Chassigny.

La composition de ce gaz rare diffère de celle de Mars, suggérant qu’un morceau de roche s’est détaché du manteau (et éjecté dans l’espace, le faisant arriver sur Terre) et représente l’intérieur de la planète et donc le soleil.

Cependant, la mesure du krypton est assez compliquée, de sorte que les rapports isotopiques exacts sont exclus de la mesure. Cependant, Péron et son collègue Sujoy Mukhopadhyay, un géochimiste de l’UC Davis, ont utilisé une nouvelle technique utilisant le laboratoire de gaz rares de l’UC Davis pour effectuer une nouvelle mesure précise du krypton dans la météorite de Chassigny.

Et là, c’est devenu vraiment bizarre. Les rapports des isotopes du krypton dans la météorite sont plus proches de ceux associés aux chondrites. Comme significativement plus proche.

“Le design intérieur de Mars pour le krypton est presque purement chondritique, mais l’atmosphère est de l’énergie solaire”, a déclaré Péron. “C’est très différent.”

Cela suggère que les météorites transportaient des substances volatiles vers Mars bien plus tôt que les scientifiques ne le pensaient auparavant, avant que le soleil ne soit dissipé par les rayons du soleil.

L’enchaînement des événements serait ainsi tel que Mars ait acquis une atmosphère de la nébuleuse du Soleil après le refroidissement de son océan magmatique global ; sinon, les gaz chondritiques et de brouillard seraient beaucoup plus mélangés que ce que l’équipe a observé.

Cependant, cela fait ressortir une autre énigme. Lorsque les rayons du soleil ont finalement brûlé les restes de la nébuleuse, ils auraient également dû brûler l’atmosphère du brouillard sur Mars. Cela signifie que le krypton atmosphérique présent plus tard doit être conservé quelque part ; peut-être, l’équipe a suggéré, dans les calottes glaciaires polaires.

“Cependant, cela nécessiterait que Mars soit froide immédiatement après son augmentation”, a déclaré Mukhopadhyay.

“Bien que notre étude indique clairement la présence de gaz chondritiques à l’intérieur de Mars, elle soulève également des questions intéressantes sur l’origine et la composition de l’atmosphère primitive de Mars.”

Les recherches du groupe ont été publiées dans La science.

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