Une équipe de recherche internationale dirigée par la JAXA propose une explication géochimique à la rareté des roches carbonatées à la surface de Mars. En combinant modélisation thermochimique et données orbitales, les scientifiques démontrent que les roches riches en feldspath et l’enfouissement par les eaux souterraines pourraient dissimuler les preuves de l’ancien cycle hydrique martien.
À retenir
- L’étude a été publiée le 26 septembre 2026 dans la revue JGR Planets.
- Les travaux sont dirigés par le doctorant Chang-Chin Wang et le professeur Tomohiro Usui de la JAXA et de l’Université de Tokyo.
- Les chercheurs ont examiné l’interaction entre l’eau et les roches riches en feldspath sur Mars.
- Le modèle thermochimique suggère que les carbonates sont soit enfouis en profondeur par les eaux souterraines, soit formés par des interactions minérales spécifiques.
Le paradoxe des carbonates martiens
La communauté scientifique s’accorde à dire que Mars abritait autrefois d’abondantes sources d’eau en surface, comprenant des rivières, des lacs, des eaux souterraines et un vaste océan dans son hémisphère nord. Malgré ce passé humide et une atmosphère primitive riche en dioxyde de carbone, les orbiteurs et les astromobiles n’ont détecté que de faibles quantités de roches carbonatées à la surface. Cette quantité est nettement inférieure aux prévisions théoriques établies pour une planète dotée d’un tel historique hydrologique.
De surcroît, les carbonates effectivement découverts se divisent en deux groupes distincts : d’une part des roches riches en calcium et en fer, et d’autre part des roches riches en magnésium. Cette bimodalité et la rareté générale des affleurements de carbonates constituent des questions ouvertes de la planétologie moderne depuis plusieurs décennies. Les recherches antérieures se fondaient principalement sur l’hypothèse d’interactions entre l’eau et les roches mafiques, riches en fer et en magnésium, qui dominent la croûte martienne.
Le rôle des roches riches en feldspath
Les missions spatiales récentes ont détecté une présence accrue de roches riches en feldspath à la surface de Mars. Sur Terre, ces minéraux constituent le groupe le plus abondant et représentent environ 60 % de la croûte terrestre. Sur la planète rouge, ces formations se caractérisent par des teneurs plus élevées en calcium, en sodium et en aluminium, ce qui indique qu’elles ont pu être largement répandues par le passé géologique de la planète.
Pour comprendre leur implication, l’équipe menée par Chang-Chin Wang a élaboré des modèles thermochimiques unidimensionnels. Ces simulations permettent de suivre la manière dont l’eau dissout les minéraux et en crée de nouveaux en percolant à travers des roches mafiques ou riches en feldspath, sous les conditions environnementales qui prévalaient sur le Mars ancien. Les résultats indiquent que les interactions avec les feldspaths modifient la chimie locale et pourraient expliquer la formation des carbonates observés.
L’hypothèse de l’enfouissement par les eaux souterraines
Au-delà de la nature des roches mères, l’étude met en lumière un mécanisme physique majeur : l’enfouissement. Les données comparées aux simulations montrent que l’activité des eaux souterraines a pu recouvrir les carbonates formés à l’époque ancienne par des sédiments ou d’autres strates géologiques, les soustrayant ainsi aux instruments de télédétection orbitaux.
Cette dissimulation souterraine résout en partie la contradiction entre l’abondance d’eau estimée et la pauvreté des observations de surface. Les carbonates ne font pas nécessairement défaut à l’échelle globale de la planète, mais se trouvent hors de portée des instruments actuels, prisonniers des couches profondes de la croûte martienne.
Perspectives pour la chronologie martienne
Ces conclusions affinent la compréhension de l’évolution géochimique de Mars et de la transition entre son climat primitif humide et son aridité actuelle. Les chercheurs continuent d’exploiter les données des orbiteurs pour identifier d’éventuelles signatures spectrales similaires dans d’autres bassins sédimentaires. La confirmation de ces modèles thermochimiques par de futures missions d’échantillonnage ou de forage profond permettra de tester la validité de l’enfouissement des carbonates et de préciser le bilan global du dioxyde de carbone de la planète.