Les images du rover Mars Perseverance de la NASA confirment que le cratère Jezero est un ancien lac martien

Kodiak Butte Jezero Crater
Cratère Kodiak Butte Jezero

Les images du rover Perseverance confirment que le cratère Jezero est un ancien lac martien, selon les chercheurs. Cette mosaïque de photos couleur améliorée Mastcam-Z montre une butte près du cratère Jezero surnommée de manière informelle “Kodiak” par l’équipe de rover. Crédit : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS ; édité par Jim Bell/ASU

Les découvertes comprennent des signes de crues éclair qui ont entraîné d’énormes rochers en aval dans le lit du lac.

La première analyse scientifique d’images prises par NasaLe rover Perseverance a maintenant confirmé que MarsLe cratère Jezero – qui est aujourd’hui une dépression sèche et érodée par le vent – était autrefois un lac calme, alimenté en permanence par une petite rivière il y a environ 3,7 milliards d’années.

Les images révèlent également des preuves que le cratère a subi des crues éclair. Cette inondation était suffisamment énergique pour balayer de gros rochers à des dizaines de kilomètres en amont et les déposer dans le lit du lac, où se trouvent aujourd’hui les roches massives.

La nouvelle analyse, publiée le 7 octobre 2021, dans la revue Science, est basé sur des images des roches affleurantes à l’intérieur du cratère sur son côté ouest. Les satellites avaient précédemment montré que cet affleurement, vu d’en haut, ressemblait à des deltas de rivières sur Terre, où des couches de sédiments se déposent en forme d’éventail lorsque la rivière se jette dans un lac.

Les nouvelles images de Persévérance, prises 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 de la rivière s’est alimenté dans un lac qui était calme pendant une grande partie de son existence, jusqu’à ce qu’un changement radical du climat déclenche des inondations épisodiques à la fin ou vers la fin de l’histoire du lac.

L'escarpement du delta du cratère de Mars Jezero

Cette image composite du “Delta Scarp” dans le cratère Jezero de Mars a été générée à l’aide des données de deux imageurs à bord du rover Perseverance de la NASA. Crédit : RMI : NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/ASU/MSSS

« Si vous regardez ces images, vous regardez essentiellement ce paysage désertique épique. C’est l’endroit le plus désolé que vous puissiez visiter », déclare Benjamin Weiss, professeur de sciences planétaires à AVECdu Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes et membre de l’équipe d’analyse. « Il n’y a pas une goutte d’eau nulle part, et pourtant, nous avons ici la preuve d’un passé très différent. Quelque chose de très profond s’est produit dans l’histoire de la planète.

Alors que le rover explore le cratère, les scientifiques espèrent découvrir plus d’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 d’une ancienne vie aqueuse. Dans sa mission future, Persévérance cherchera des emplacements pour recueillir et préserver les sédiments. Ces échantillons seront finalement renvoyés sur Terre, où les scientifiques pourront les sonder à la recherche de biosignatures martiennes.

« Nous avons maintenant la possibilité de rechercher des fossiles », déclare Tanja Bosak, membre de l’équipe, professeur 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.

Lits inclinés

Le 18 février 2021, le rover Perseverance a atterri sur le sol du cratère Jezero, à un peu plus d’un mile de son affleurement ouest 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, 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 Kodiak butte, un affleurement plus petit qui les géologues planétaires supposent qu’ils ont peut-être déjà été reliés à l’affleurement principal en forme d’éventail, mais qu’ils se sont depuis partiellement érodés.

Escarpement de Mars

Les scientifiques pensent que l’escarpement de 115 mètres de large est une partie des vestiges d’un dépôt de sédiments en forme d’éventail résultant de la confluence entre une ancienne rivière et un ancien lac. Crédit : NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/ASU/MSSS

Une fois que le rover a transféré les images vers la Terre, l’équipe scientifique Perseverance de la NASA a traité et combiné les images, et a pu observer des lits distincts 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, constatant que les sédiments doivent avoir été déposés par l’écoulement de l’eau dans un lac, plutôt que par le vent, des inondations en nappe ou d’autres processus géologiques.

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 éventail était bien un ancien delta et que ce delta alimentait un ancien lac martien.

“Sans conduire 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 ayons atterri là-bas et confirmé qu’il s’agissait d’un lac, c’était toujours une question.”

Flux de blocs

Lorsque les chercheurs ont examiné de plus près les images de l’affleurement principal, ils ont remarqué de gros rochers et des galets incrustés dans les couches les plus jeunes et les plus hautes du delta. Certains rochers mesuraient jusqu’à 1 mètre de large et pesaient jusqu’à plusieurs tonnes. Ces roches massives, a conclu l’équipe, devaient provenir de l’extérieur du cratère et faisaient probablement partie du substratum rocheux situé sur le bord du cratère ou à 40 milles ou plus en amont.

À en juger par leur emplacement et leurs dimensions actuels, l’équipe affirme que les rochers ont été transportés en aval et dans le lit du lac par une crue éclair qui a coulé jusqu’à 9 mètres par seconde et déplacé jusqu’à 3 000 mètres cubes d’eau par seconde.

“Vous avez besoin de conditions d’inondation énergiques pour transporter des roches aussi grosses et lourdes”, explique Weiss. “C’est une chose spéciale qui peut indiquer un changement fondamental dans l’hydrologie locale ou peut-être le climat régional sur Mars.”

Parce que les énormes roches se trouvent dans les couches supérieures du delta, elles représentent le matériau le plus récemment déposé. Les rochers reposent sur des couches de sédiments plus anciens et beaucoup plus fins. Cette stratification, disent les chercheurs, indique que pendant une grande partie de son existence, l’ancien lac était rempli par une rivière au courant doux. Des sédiments fins – et peut-être des matières organiques – ont dérivé le long de la rivière et se sont installés dans un delta en pente progressive.

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

La cause de ce revirement climatique est inconnue, bien que Weiss affirme que les rochers du delta peuvent contenir 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 ce paysage désolé que nous voyons maintenant”, dit-il. “Ces lits de rochers peuvent être des enregistrements de cette transition, et nous n’avons pas vu cela dans d’autres endroits sur Mars.”

Pour en savoir plus sur cette recherche, lisez le moment « Kodiak » de la persévérance sur Mars de la NASA – Le lac du cratère Jezero est plus compliqué et intrigant qu’on ne le pensait.

Référence : « Le rover Perseverance révèle un ancien système delta-lac et des dépôts d’inondation au cratère Jezero, Mars » par N. Mangold, S. Gupta, O. Gasnault, G. Dromart, JD Tarnas, SF Sholes, B. Horgan, C. Quantin-Nataf, AJ Brown, S. Le Mouélic, RA Yingst, JF Bell, O. Beyssac, T. Bosak, F. Calef III, BL Ehlmann, KA Farley, JP Grotzinger, K. Hickman-Lewis, S. Holm- Alwmark, LC Kah, J. Martinez-Frias, SM McLennan, S. Maurice, JI Nuñez, AM Ollila, P. Pilleri, JW Rice Jr., M. Rice, JI Simon, DL Shuster, KM Stack, VZ Sun, AH Treiman, BP Weiss, RC Wiens, AJ Williams, NR Williams et KH Williford, 7 octobre 2021, Science.
DOI : 10.1126/science.abl4051

Cette recherche a été soutenue, en partie, par la NASA.

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