Les planétaires découvrent des preuves d’une atmosphère réduite sur Mars antique

La Terre et Mars ont actuellement des atmosphères oxydantes, c’est pourquoi les matériaux riches en fer dans la vie quotidienne développent de la rouille (un nom commun pour l’oxyde de fer) au cours de la réaction d’oxydation du fer et de l’oxygène. La Terre a eu une atmosphère oxydante pendant environ deux milliards et demi d’années, mais avant cela, l’atmosphère de cette planète diminuait – il n’y avait pas de rouille.

La transition d’une planète réduite à une planète oxydée est appelée le grand événement d’oxydation ou GOE. Cette transition était un élément central de l’évolution de notre planète, et fondamentalement liée à l’évolution de la vie ici – en particulier à la prévalence de la photosynthèse qui produit de l’oxygène. Les géologues planétaires de HKU ont découvert que Mars avait subi un grand événement d’oxygénation – il y a des milliards d’années, la planète rouge n’était pas si rouge.

La découverte a été publiée récemment dans Nature Astronomy dans un article dirigé par Jiacheng LIU, étudiant de troisième cycle en recherche, et son conseiller, professeur agrégé, le Dr Joe MICHALSKI, tous deux affiliés à la Division de la recherche pour les sciences de la Terre et des planètes et au Laboratoire de recherche spatiale. Les chercheurs ont utilisé la télédétection infrarouge et la spectroscopie pour mesurer la vibration moléculaire du matériau sur la surface martienne depuis l’orbite, afin de révéler la minéralogie et la géochimie des roches anciennes sur Mars. Grâce à des comparaisons détaillées des données de télédétection infrarouge et des données collectées en laboratoire ici sur Terre, l’équipe a montré que les roches anciennes sur Mars exposées à la surface avaient été altérées dans des conditions réductrices, indiquant qu’une atmosphère réduite existait.

Beaucoup de gens savent que Mars est maintenant froide et sèche, mais il y a environ 3,5 milliards d’années, elle était plus chaude et plus humide. Il faisait assez chaud pour permettre la formation de canaux fluviaux, de lacs et de minéraux qui se sont formés par interaction avec l’eau. Les scientifiques qui ont utilisé des modèles mathématiques pour contraindre les conditions d’une atmosphère martienne primitive, ont conclu que le réchauffement à effet de serre s’était produit, mais ils ont également conclu de leurs modèles que la serre devait inclure des gaz réduits plutôt que du dioxyde de carbone, ce qui impliquait qu’une atmosphère réductrice pourrait avoir existait. Pourtant, jusqu’à présent, il n’y a eu aucune preuve que l’atmosphère réduite du début de Mars s’est réellement produite. Ce travail indique qu’il existait.

Ce projet impliquait une télédétection infrarouge détaillée de Mars, utilisant la spectroscopie infrarouge pour cartographier les minéraux dans des unités rocheuses exposées et altérées. Le travail a été construit sur une analyse détaillée des roches volcaniques altérées dans l’île de Hainan dans le sud-ouest de la Chine, où se produisent d’épaisses séquences de basalte, similaires aux roches volcaniques sur Mars. Jiacheng Liu a analysé les roches altérées systématiquement en utilisant la spectroscopie infrarouge en laboratoire et a produit un article sur cette recherche publié récemment dans Applied Clay Science.

“Jiacheng a réalisé un excellent projet de doctorat, basé sur une analyse minutieuse en laboratoire et l’application de ces résultats de laboratoire à la télédétection de Mars”, a commenté le Dr Michalski, “Jiacheng s’est appuyé sur son travail détaillé sur des échantillons de l’île de Hainan pour montrer que des tendances minéralogiques similaires se sont produites dans les roches de Mars. “

Le professeur assistant Dr Ryan MCKENZIE de la Division de la recherche pour les sciences de la Terre et des planètes est également impressionné par ces résultats. “Il s’agit d’une étude assez remarquable dont les résultats auront un impact significatif sur la façon dont nous comprenons l’évolution précoce des planètes terrestres et de leurs environnements de surface. La transition d’une atmosphère réductrice à une atmosphère oxydante sur Terre il y a environ 2,5 milliards d’années n’a été possible que parce que l’existence de la vie , car l’oxygène est un déchet de processus métaboliques comme la photosynthèse. Sans microbes produisant de l’oxygène, il ne s’accumulerait pas dans notre atmosphère, et nous ne pourrions pas être ici. Bien qu’il y ait certainement des différences dans les conditions locales auxquelles Mars et la Terre ont été soumises pendant leurs histoires évolutives, mon esprit ne peut s’empêcher de commencer à réfléchir à ce que les résultats de Jiancheng pourraient signifier pour une biosphère martienne précoce potentielle », a fait remarquer le Dr McKenzie.

Alors que la première mission de la Chine sur Mars Tianwen-1 est en cours – est arrivée avec succès sur l’orbite de Mars le 10 février et devrait atterrir sur Mars en mai 2021, les scientifiques se préparent pour une année passionnante d’exploration et de découverte de Mars. Ce travail montre comment la spectroscopie et la télédétection conduisent à des découvertes fondamentales d’une importance significative pour la compréhension de l’histoire de Mars. Alors que nous commençons à comprendre l’histoire la plus ancienne de Mars, les chercheurs sont prêts à rechercher directement toutes les signatures indiquant que la vie aurait pu exister sur l’ancien Mars, et HKU prévoit d’être au centre de cette grande aventure scientifique.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Hong Kong. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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