Mars : l’eau et la géologie

Je ferai un résumé un jour prochain, si je n’oublie pas. En attendant, désolé de ne faire que poster la vidéo sans rien écrire de plus.

C’est un peu ancien, je le sens, même si je ne connais pas la date, mais ça reste intéressant, ce n’est pas ancien au point d’être obsolète et erroné.

Le reportage s’appel « La vie sur Mars », mais il parle bien et surtout de la géologie de Mars, et peu de la question des traces de vie. Il lui a sûrement été donné ce titre pour le rendre plus accrocheur.

Ça fait une bonne suite. Un docu‑fiction à propos d’un chercheur tentant de convaincre la NASA de projeter des vols humainement habités vers Mars.


The Mars underground — Scott J. Gill et Josh Dasal

L’hémisphère nord de Mars, a une altitude de 4 à 6 km plus basse que son hémisphère sud. La planète est comme en deux parties.

Ce serait impossible sur Terre, et c’est possible sur Mars, parce que la gravité y est plus faible ; c’est la même raison faisant que les volcans et montagnes sur Mars, peuvent monter deux fois plus haut que sur Terre.

Plus la gravité d’une planète est forte, plus sa surface est globalement lisse. La surface de Mars est plus variable est moins lisse que celle de la Terre, sur les grandes échelles.

Ça fait bizarre quand‑même d’imaginer que les deux hémisphères de Mars n’ont pas le même diamètre.

L’hémisphère nord est de plus, plus jeune, que l’hémisphère sud, plus ancien et riche en cratères.

La raison de ces différence entre les deux, est inconnue à ce jour.

Comme la Terre, Mars a connu des périodes géologiques bien distinguées.

• Le Noachian, de -4.6 à -3.7 milliards d’années ;
• L’Hesperian, de -3.7 à -2.9 milliards d’années ;
• L’Amazonian, de -2.9 millards d’années à maintenant.

Le Noachian était caractérisé par un intense bombardement météorique. Il est possible qu’à cette époque, Mars était chaude et humide, mais ce n’est pas une certitude.

L’Hesperian, période de transition vers l’Amazonian, était caractérisé par l’activité volcanique, des écoulements d’eau à la surface, des dépôts de matériaux sur l’hémisphère sud, perte d’une grande partie de l’atmosphère, au point de perdre 3 bars de pression atmosphérique et qu’il n’en reste plus que 7 millibars (en moyenne, car la pression varie avec la température). Il est possible qu’à cette époque, Mars ait eu des océans, mais ce n’est pas une certitude.

L’Amazonian est caractérisé par le faible taux d’impact météorique, parfois encore une activité volcanique intense au début de cette ère mais plus à la fin, parfois encore des écoulements d’eau à la surface, un monde froid et sec.

Une preuve actuelle qu’une grande partie de l’atmosphère s’est évaporé avec le temps, est dans le mesure des proportions des isotopes de l’argon, présents dans l’atmosphère.

La première mesure que mimi‑robot Curiosity a fait, est une analyse de l’atmosphère. Elle a été refaite deux fois, pour confirmer une surprise : après le CO₂ (95.97%), c’est l’argon qui le plus présent dans l’atmosphère (1.93%), alors qu’il était crut que c’était l’azote (1.89%). La différence de quantité n’est cependant pas énorme. Il a été trouvé du dioxygène (0.146%) et du monoxyde de carbone (0.0557%).

Ce qui fait qu’un atome porte un nom ou un autre, c’est son nombre de proton, son numéro atomique. Mais un atome donné, peut avoir des variantes, distinguées par son nombre de neutron, son numéro isotopique (différence entre le nombre de masse et le numéro atomique).

L’argon, qui a 18 protons, connait principalement deux isotopes : Ar³⁶ (36 - 18 = 18 neutrons) et Ar³⁸ (38 - 18 = 20 neutrons). L’Ar³⁶ est plus léger que l’Ar³⁸, et s’échappe donc plus facilement de la planète.

Les mesures réalisées par mimi‑robot Curiosity, sur ces deux isotopes de l’argon, ont montré que l’isotope Ar³⁶ a disparu, alors qu’il devrait être présent (d’après un modèle de la constitution de l’atmosphère, ou d’après la nucléosynthèse de l’argon, je ne sais pas). Cet isotope s’est volatilisé plus vite (car plus léger) et cela depuis assez longtemps pour qu’il n’en reste maintenant plus. L’Ar³⁸ s’échappe aussi dans l’espace — et tous les autres gazes de l’atmosphère aussi — mais il en reste encore.

L’analyses des matériaux du sol comme réalisé par Curiosity, en chauffant des échantillons, présente un problème : si les matériaux contiennent certains éléments assez réactifs, chauffer les matériaux aboutit à la destruction d’une partie de ses constituants.

C’est un biais de cette méthode d’analyse des roches et matériaux du sol, même s’il est peut‑être possible, d’après les résidus, de deviner quels molécules présentent ont été détruites.

Je n’ai pas noté, mais je crois que l’élément réactif posant problème, est un sulfate ou un peroxyde.

En parlant d’analyse des matériaux par chauffage, ce chauffage n’est pas toujours dans un four. L’analyse à distance par laser, avec un appareillage nommé LIBS, porte les matériaux à si haute température, qu’ils sont à l’état de plasma. Le plasma, est un état de la matière, au même titre que solide, liquide, gazeux, ionique. Il est l’état dans lequel est la matière quand elle extrêmement chaudes. Ça pourrait être comparé à un gaz très‑très chaud et très lumineux, mais ça ne se comporte plus comme un gaz, et c’est donc considéré comme un état différent.

La lumière du plasma, généré sur une toute petite surface (un millimètre carré environ), est analysée par spectroscopie par l’appareillage nommé ChemCam, qui détermine les éléments présents et leurs proportions.

Une anecdote : par un heureux hasard, la pression atmosphérique sur Mars, est juste l’idéal pour les analyses par spectroscopie, donnant de meilleurs résultats que sur Terre. Comme la pression atmosphérique sur Mars est plus faible que sur Terre, la petite boule de plasma produite pas LIBS, est plus grosse sur Mars que sur Terre.

Du gypse a été trouvé sur Mars, ce qui signifie que l’eau a put avoir des températures voisines de 50℃.

La chimie du sol Martien, là où Curiosity l’a analysé, en quelques points clés :

• Présence d’eau liquide (en profondeur, qui ressort parfois au sol) ;
• Le ph est assez neutre ;
• La salinité est faible ;
• Le milieux est réducteur (et non pas oxydant, la surface rouge, et encore pas partout, n’est que la surface) ;
• Probable présence de carbone (en dehors du dioxyde et monoxyde de carbone).

L’eau qui coulait à la surface de Mars, était potable (ph neutre et faible salinité).

Mars a été habitable, dans le passé, c’est une bonne certitude.

Sur Terre, les cailloux sont façonnés par une érosion aqueuse, qui leur donne des formes arrondies. Sur Mars, les cailloux sont façonnés par l’érosion du vent, qui leur donne des formes pointues.

Curiosity l’a appris à ses dépend, en perçant ses roues de plein de petits trous, après avoir roulé dans un endroit où il y avait beaucoup de ces cailloux pointus.

Les essais sur Terre, avait été faits avec des cailloux de la terre, plutôt arrondis. Cette erreur n’a été découverte que sur Mars.

Les derniers messages, sont des notes prises en écoutant cette conférence de deux heures :

Dernières nouvelles de Mars — Conférences Cyclope du CEA Saclay