C’est confirmé, le cratère Jezero sur Mars est bien un ancien lac !

Des images prises par le rover Perseverance en apportent des preuves irréfutables.

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Vue d'artiste du cratère martien Jezero tel qu'il aurait pu être il y a plus de 3 milliards d'années. | NASA

Des images prises par le rover martien Perseverance en apportent enfin des preuves irréfutables, le cratère Jezero est bel et bien un ancien lac ! Ce qui aujourd’hui est une gigantesque fosse sèche et érodée par le vent était autrefois, il y a quelque 3,7 milliards d’années, un lac paisible alimenté par une petite rivière. À cette époque, il est donc probable que des formes de vie aient été présentes dans ce même lac ou ailleurs sur la planète rouge.

Une nouvelle analyse — effectuée par une équipe internationale de chercheurs — s’appuyant sur des images des roches affleurantes à l’intérieur du cratère ont permis d’aboutir à cette conclusion. Les satellites avaient précédemment montré que cet affleurement ressemblait aux deltas de rivières terrestres, où des couches de sédiments sont déposées en forme d’éventail.

Les images révèlent également que le cratère a subi des crues soudaines. Ces crues étaient suffisamment énergiques pour balayer de gros blocs rocheux à des dizaines de kilomètres en amont et les déposer dans le lit du lac, où se trouvent aujourd’hui les roches massives. Les résultats de l’étude ont été publiés le 7 octobre dans la revue Science.

La présence d’un ancien delta de rivière confirmée par images

Les nouvelles images prises par Perseverance depuis l’intérieur du cratère confirment que cet affleurement était bien un delta de rivière. D’après les couches sédimentaires de l’affleurement, il semble que le delta se soit déversé dans un lac qui a été calme pendant la majeure partie de son existence, jusqu’à ce qu’un changement radical du climat déclenche des inondations épisodiques, une sentence de mort pour le lac de 49 kilomètres de diamètre.

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Cette image d’un escarpement — une longue pente abrupte — le long du delta du cratère martien Jezero a été générée à partir des données de l’instrument Mastcam-Z du rover Perseverance. En haut, un gros plan fourni par l’imageur microscopique à distance, qui fait partie de l’instrument SuperCam du rover. © NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/ASU/MSSS

« Si vous regardez ces images, vous avez devant vous un paysage désertique épique. C’est l’endroit le plus isolé que vous puissiez visiter », explique Benjamin Weiss, professeur de sciences planétaires au département des sciences de la terre, de l’atmosphère et des planètes du MIT et membre de l’équipe d’analyse. « Il n’y a pas une seule goutte d’eau, et pourtant, nous avons ici les preuves d’un passé très différent. Quelque chose de très intense s’est produit dans l’histoire de la planète ».

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À mesure que le petit robot de la NASA explore le cratère, les scientifiques espèrent découvrir d’autres indices sur son évolution climatique. Maintenant qu’ils ont confirmé que le cratère était autrefois un environnement lacustre, ils pensent que ses sédiments pourraient contenir des traces de vie ancienne. Au cours de sa mission, Perseverance cherchera des endroits où collecter et préserver les sédiments. Ces échantillons seront finalement ramenés sur Terre, où les scientifiques pourront les sonder à la recherche de biosignatures martiennes.

À la recherche d’une vie passée

« Nous avons maintenant la possibilité de rechercher des fossiles », déclare Tanja Bosak, membre de l’équipe de recherche et professeure associée de géobiologie au MIT. « Il faudra un certain temps pour atteindre les roches que nous espérons vraiment échantillonner à la recherche de signes de vie. C’est donc un marathon, avec beaucoup de potentiel ».

Le 18 février 2021, le rover Perseverance s’est posé sur le sol du cratère Jezero, à un peu plus d’un kilomètre de son affleurement occidental en forme d’éventail. Au cours des trois premiers mois, le véhicule est resté immobile pendant que les ingénieurs de la NASA effectuaient des vérifications à distance des nombreux instruments du rover.

Pendant ce temps, deux des caméras de Perseverance, la Mastcam-Z et le SuperCam Remote Micro-Imager (RMI), ont capturé des images de leur environnement, y compris des photos à longue distance du bord de l’affleurement et d’une formation connue sous le nom de « butte Kodiak », un affleurement plus petit qui, selon les géologues planétaires, pourrait avoir été relié à l’affleurement principal en forme d’éventail mais qui s’est partiellement érodé depuis.

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Image annotée indiquant l’emplacement du rover Perseverance de la NASA (en bas à droite), ainsi que la butte « Kodiak » (en bas à gauche) et plusieurs bancs abrupts importants appelés escarpements, le long du delta du cratère Jezero. © NASA/JPL-Caltech/Université d’Arizona/USGS

Une fois que le rover a transmis des images à la Terre, l’équipe scientifique Perseverance de la NASA a traité et combiné les images, et a pu observer des couches distinctes de sédiments le long de la butte Kodiak avec une résolution étonnamment élevée. Les chercheurs ont mesuré l’épaisseur, la pente et l’étendue latérale de chaque couche et ont constaté que les sédiments ont dû être déposés par l’eau qui s’écoule dans un lac, plutôt que par le vent, des inondations par remontée de nappes ou d’autres processus géologiques.

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Le rover a également capturé des lits de sédiments inclinés similaires le long de l’affleurement principal. Ces images, ainsi que celles de Kodiak, confirment que la formation en forme d’éventail était bien un ancien delta et que ce delta se déversait dans un ancien lac martien. « Sans rouler nulle part, le rover a pu résoudre l’une des grandes inconnues, à savoir que ce cratère était autrefois un lac », explique Weiss. « Jusqu’à ce que nous nous y posions réellement et que nous confirmions qu’il s’agissait d’un lac, c’était toujours une question ».

Lac Jezero : des mystères qui persistent

En examinant de plus près les images de l’affleurement principal, les chercheurs ont remarqué que de gros blocs et galets étaient incrustés dans les couches les plus jeunes et les plus hautes du delta. Certains blocs mesuraient jusqu’à un mètre de large et leur poids était estimé à plusieurs tonnes. L’équipe a conclu que ces roches massives devaient provenir de l’extérieur du cratère, et faisaient probablement partie du substratum rocheux situé sur le bord du cratère ou à plus de 60 km en amont.

D’après leur emplacement et leurs dimensions actuels, l’équipe pense que les rochers ont été transportés en aval et dans le lit du lac par une crue soudaine qui a atteint 9 mètres par seconde et déplacé jusqu’à 3000 mètres cubes d’eau par seconde. « Il faut des conditions d’inondation très énergiques pour transporter des rochers aussi gros et lourds », explique Weiss. « C’est quelque chose de spécial, qui peut indiquer un changement fondamental dans l’hydrologie locale ou peut-être le climat régional sur Mars ».

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Cette image prise par l’instrument Mastcam-Z de Perseverance le 22 février 2021 montre « Kodiak », le fameux vestige du dépôt de sédiments en forme d’éventail à l’intérieur du cratère Jezero, connu également sous le simple nom de « delta ». © NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Comme les énormes roches se trouvent dans les couches supérieures du delta, elles représentent les matériaux les plus récemment déposés. Les blocs rocheux reposent sur des couches de sédiments plus anciens et beaucoup plus fins. Selon les chercheurs, cette stratification indique que pendant une grande partie de son existence, l’ancien lac a été rempli par une rivière au débit lent. Les sédiments fins — et peut-être des matières organiques — ont dérivé le long de la rivière et se sont déposés dans un delta graduel et incliné.

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Cependant, le cratère a ensuite connu des crues soudaines qui ont déposé de gros blocs rocheux sur le delta. Une fois le lac asséché, le vent a érodé le paysage pendant des milliards d’années, laissant le cratère que nous voyons aujourd’hui.

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Le niveau présumé de l’ancien lac à l’intérieur du cratère Jezero au moment du dépôt des sédiments de Kodiak. Le bleu indique le niveau présumé du lac, rempli jusqu’au contour gris (-2490 m) suivant l’élévation la plus élevée déduite de l’architecture deltaïque de Kodiak. L’étoile rouge (OEB) indique le site d’atterrissage du rover Perseverance. Les roches présentes au fond du cratère pourraient ne pas avoir été mises en place pendant la période d’activité du lac. © Nicolas Mangold et al./American Association for the Advancement of Science 2021

La cause de ce revirement climatique est cependant inconnue, mais Weiss estime que les blocs rocheux du delta pourraient apporter des réponses. « La chose la plus surprenante qui ressort de ces images est l’opportunité potentielle de saisir le moment où ce cratère est passé d’un environnement habitable semblable à celui de la Terre à cette terre aride que nous voyons maintenant », dit-il. « Ces lits de blocs rocheux pourraient être les témoins de cette transition, et nous n’avons pas vu cela dans d’autres endroits sur Mars ».

Il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur ce lac… « Nous savons qu’il y avait une rivière qui entrait dans le cratère à l’ouest », explique Nicolas Mangold, auteur correspondant de l’étude, de l’université de Nantes en France. « Il n’y a aucun doute que c’est de là que l’eau serait venue, mais on ne sait pas si elle provenait des lacs glaciaires en amont ou si c’était juste de la pluie ». Nous ne savons pas non plus quel est son âge ni quand il s’est asséché, ni si l’eau était douce ou salée, ce qui pourrait avoir un impact sur les types de vie potentielle qu’il a pu abriter.

Source : Science

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