Pourquoi le cratère Jezero est l'endroit le plus excitant de Mars

Lorsque le rover Perseverance de la NASA atterrira sur Mars cette semaine, il lancera l’un des efforts scientifiques les plus ambitieux imaginables: rechercher des preuves que la vie a autrefois évolué sur un monde extraterrestre. Les scientifiques sont presque certains qu’il n’y a plus rien de vivant sur Mars à l’heure actuelle, mais ils pensent qu’il aurait pu y en avoir. à un moment donné de l’histoire de la planète – et le rover visite un site appelé le cratère Jezero pour en savoir plus plus.

Vous avez peut-être entendu dire que la persévérance est à la recherche de signes de vie ancienne, et vous avez peut-être même entendu dire qu’il se dirige vers Jezero car c’est une cible privilégiée dans cette recherche.

Mais pourquoi les scientifiques sont-ils si intéressés à se rendre à cet endroit particulier? Comment pouvez-vous deviner où la vie aurait pu évoluer il y a des millions ou des milliards d’années, sur une planète extraterrestre? Qu'est-ce qui rend Jezero si spécial ?

Nous avons discuté avec une experte en géologie de Mars, Katie Stack Morgan du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, pour le savoir.

La chasse à la vie est lancée

Le principal attrait du cratère Jezero est le gisement du delta voisin. Il y a des millions d’années, Mars possédait une abondance d’eau liquide à sa surface et le paysage était parsemé de rivières et de vallées. Cela signifiait que des cratères comme Jezero se remplissaient d'eau et que lorsque l'eau coulait dans le cratère depuis une rivière, elle formait un delta comparable au delta du Mississippi sur Terre.

Les deltas sont des cibles incroyables pour la recherche de signes de vie, à la fois parce qu'ils offrent un environnement confortable environnement favorable à l'émergence de la vie et parce qu'ils concentrent la matière organique de manière à faciliter son élimination. détecter.

Cependant, comme pour pratiquement tous les aspects de l’exploration de Mars, ce n’est pas aussi simple que de trouver une structure qui ressemble à un delta et de la parcourir. C’est parce qu’il est difficile de raconter l’histoire de l’eau sur une planète aujourd’hui si sèche.

Lorsque l’on examine les indicateurs indiquant qu’il y avait autrefois de l’eau, « la question que nous nous posons est la suivante: cette eau a-t-elle été là pendant longtemps? » Stack Morgan a expliqué. Afin de créer des conditions propices à l’émergence de la vie telle que nous la comprenons, les meilleures conditions seraient des eaux chaudes et peu profondes qui restent pendant des milliers d’années ou plus. Un bref flot d’eau qui s’évapore rapidement ne suffira pas.

Stack Morgan a comparé cette situation à un endroit dans son état, Death Valley en Californie. Il fait généralement sec là-bas, mais il pleut occasionnellement – ​​et quand cela arrive, l’eau reste dans des mares pendant quelques jours et peut former des structures appelées cônes alluviaux avant de s’évaporer.

Une fois toute l’eau évaporée, les dépôts de cônes alluviaux ressemblent beaucoup à des dépôts delta. Mais ils sont formés par des périodes d’eau en surface trop brèves pour supporter l’émergence de la vie. C’est donc la grande question: lorsque nous voyons ces formes d’éventails sur Mars, s’agit-il de deltas ou d’éventails alluviaux ?

C’est là qu’intervient l’arme secrète de Jezero. Le cratère possède une vallée de sortie, un canyon profond creusé par l'eau qui s'écoule du cratère une fois qu'il s'est rempli et a débordé. En raison de la présence de cette vallée de déversement, les chercheurs peuvent être sûrs qu’il n’y avait pas qu’un petit peu d’eau dans l’eau. Jezero: Il y en avait suffisamment pour que le cratère se remplisse et que l'excès d'eau se fraye un chemin sur une longue période de temps.

"C'est ce qui rend Jezero si excitant pour nous", a déclaré Stack Morgan. "Car en plus d'avoir ce que nous pensons être un delta, nous avons également des preuves irréfutables qu'il y avait un lac là-bas, parce que nous avons la vallée de déversement."

Cette vallée de sortie est particulièrement rare. Il existe de nombreux autres cratères sur Mars avec ce qui semble être des deltas, comme le cratère Gale où le rover Curiosity explore, mais ils n'ont pas d'exutoire. En conséquence, les chercheurs ne peuvent jamais être entièrement sûrs que ce qu’ils voient indique réellement la présence d’eau pendant une longue période.

En revanche, à Jezero, les chercheurs peuvent être sûrs que le cratère s'est rempli d'eau et a débordé, et qu'il a conservé de l'eau pendant ce que l'on appelle une période de temps géologiquement significative. Lorsqu’il s’est agi de choisir un point d’atterrissage pour Perseverance, « cette certitude supplémentaire est ce qui a aidé Jezero à franchir la ligne d’arrivée », a déclaré Stack Morgan.

Perseverance vise à atterrir juste en face de ce delta pour commencer à rechercher des signes de vie.

Signes dans les rochers

Si Perseverance trouve des preuves qu’il y avait autrefois de la vie sur Mars, il est peu probable qu’elle ressemble à un fossile complet d’un organisme complexe comme un trilobite. La vie sur la planète n’a peut-être jamais progressé aussi loin dans son évolution. Au lieu de cela, les preuves de vie prendraient très probablement la forme d’une couche fossilisée de bactéries appelée tapis microbien.

"Les microbes sont capables de laisser derrière eux des signes plus grands que microscopiques", a expliqué Stack Morgan. "C'est l'une des grandes choses à leur sujet."

Nous avons trouvé des tapis microbiens fossilisés comparables sur Terre, qui forment des formes distinctives dans les roches en couches entre les sédiments. Il existe d’autres façons non organiques de former ces formes, il n’est donc pas facile de savoir si une forme donnée a été formée spécifiquement par la vie. Mais en examinant des indices tels que l'épaisseur des différentes couches au-dessus et en dessous du tapis potentiel et si celles-ci sont conformes à ce que l'on pourrait attendre des conditions physiques, les géologues peuvent déduire si elles ont probablement été créées par la vie formes.

« Si nous devions trouver avec Perseverance un candidat convaincant pour un tapis microbien fossilisé, avec des matières organiques alternées en différentes couches, avec des minéraux comme la silice ou le fer, des minéraux que nous Je sais que les microbes aiment utiliser dans leurs processus vitaux et leur métabolisme, et nous avons vu qu'en alternant d'une manière qui n'était pas attendue autrement, alors je serais heureuse », a-t-elle déclaré avant de corriger se. « Pas seulement heureux, ce serait l’euphémisme du siècle! J’aurais l’impression que nous avions trouvé un signe de vie ancienne sur Mars.

Un mystère carbonaté

Le delta n’est pas le seul endroit où Perseverance chassera la vie. Une autre caractéristique à proximité du point d’atterrissage de Perseverance sont les gisements de minéraux carbonatés qui ont été identifiés depuis l’orbite. Ces sels se forment à partir de réactions du dioxyde de carbone dans l’atmosphère et de l’eau à la surface.

"Il y a des endroits sur Terre où cela se produit, comme aux Bahamas", a expliqué Stack Morgan. «Quand on pense aux Bahamas, ce sont des eaux chaudes et peu profondes qui regorgent de vie récifale. Et même si nous ne savons pas s’il y avait des récifs sur Mars, les carbonates suscitent un intérêt similaire en tant que cible astrobiologique, car si des carbonates se forment dans l’eau, cela est concluant. soutenir la vie. » La présence de carbonates suggère que l'eau qui se trouvait dans le cratère Jezero n'était pas trop acide et aurait pu constituer un environnement confortable pour l'épanouissement de la vie.

De plus, les carbonates sont également excellents pour préserver les signes de vie. La chasse à travers ces gisements est donc un excellent endroit pour rechercher une vie ancienne, mais il y a également une autre question géologique en jeu. L’atmosphère martienne est composée principalement de dioxyde de carbone et était autrefois plus épaisse qu’elle ne l’est aujourd’hui, et nous savons qu’il y avait autrefois de l’eau liquide en abondance à la surface. Mais les dépôts de carbonate en surface sont rares. « Il y a donc eu cette question de savoir où sont tous les carbonates? » » dit Stack Morgan. "Si nous avions autrefois cette atmosphère plus épaisse et riche en CO2, il manquerait cette question du carbonate."

Trouver des réponses à cette question peut nous aider à comprendre l’histoire du climat martien. « Nous étudions les carbonates ici sur Terre pour découvrir des choses comme: était-il chaud ou froid au Protérozoïque, il y a 3 milliards d'années? Les carbonates sont vraiment efficaces pour préserver les signaux climatiques », a-t-elle déclaré. "Les carbonates sont donc vraiment passionnants pour nous, à la fois du point de vue de l'astrobiologie et de leur lien avec la vie, mais aussi en tant qu'enregistreurs de l'évolution du climat ancien sur Mars."

Une chronologie de l'histoire martienne

Trouver des preuves de la vie ancienne sur une autre planète serait une réussite scientifique extraordinaire, mais Jezero peut en dire plus aux chercheurs. Un mystère persistant à propos de Mars est de savoir quel âge exact ont ses formations rocheuses et à quel moment précis les événements de son histoire géologique – comme la période pendant laquelle il y avait de l’eau à sa surface – en réalité arrivé.

Pour tenter de comprendre l'histoire géologique de Mars, les géologues examinent des cratères comme Jezero, formés par des événements d'impact, et essayez de modéliser l'âge probable des impacts, en vous basant sur les cratères d'impact que nous avons observés à d'autres endroits comme le lune.

« Nous sommes capables de les dater de manière relative en utilisant la chronologie des cratères de la Lune et des échantillons que nous avons obtenus. ramené d'Apollo", a déclaré Stack Morgan, "mais c'est une chose extrapolée à laquelle nous avons appliqué Mars. Il y a beaucoup de questions sur quand les choses se sont réellement produites sur Mars. »

Pour répondre à ces questions, les géologues cherchent désespérément à mettre la main sur un échantillon de roche volcanique. Celui-ci se forme lorsque la lave en fusion durcit en une roche solide, et c’est inestimable pour la datation car ils peuvent lire quand cette transition de la lave à la roche s’est produite. Cela peut donner une date précise pour des événements comme les deux impacts qui ont créé le cratère.

Jezero possède ces roches volcaniques juste à côté du delta du fleuve. Ainsi, Perseverance prélèvera un échantillon et le scellera dans un tube pour un éventuel retour sur Terre sous le Programme Mars Sample Return, et les géologues pourront enfin établir une chronologie de Mars histoire.

Les roches les plus anciennes de Mars ou de la Terre

Mais nous ne pouvons pas seulement en apprendre davantage sur l’histoire de Mars. Nous pourrions même en apprendre davantage sur l’histoire de l’ensemble du système solaire.

Mars a été très active au début de son histoire et quelques roches extrêmement anciennes sont encore visibles à sa surface. Nous pouvons en voir certains autour du bord du cratère Jezero dans d'énormes dépôts de la taille d'une maison appelés mégabrèches, qui ont été projetés dans les airs par l'impact qui a créé le cratère. On pense que ces roches ont environ quatre milliards d’années, ce qui en fait non seulement parmi les roches les plus anciennes de Mars, mais potentiellement encore plus anciennes que les roches les plus anciennes de la Terre.

C’est parce que la Terre possède un intérieur actif, avec une tectonique des plaques qui recycle les roches et détruit une grande partie des archives rocheuses. L’intérieur de Mars, cependant, est tectoniquement inactif, de sorte que les roches y durent beaucoup plus longtemps.

« Sur Mars, 50 % de la planète a au moins trois milliards et demi d’années. Il existe donc un vaste registre des premiers temps du système solaire préservé sur Mars qui n’existe tout simplement pas ici sur Terre », a déclaré Stack Morgan. "Mars est un endroit idéal où aller pour en apprendre davantage sur les débuts du système solaire."

La magie de Jezero

Chacun des différents environnements a quelque chose à offrir aux chercheurs: le delta pour la recherche de vie ancienne, les gisements de carbonate pour en apprendre davantage sur le climat martien, les roches volcaniques pour dater les périodes de l'histoire de Mars et les roches les plus anciennes pour en savoir plus sur les premiers temps solaires système.

Les deltas ont également une autre caractéristique utile, car ils regorgent de roches provenant d’autres endroits et transportées par le fleuve. « Les deltas remplissent cet objectif très important de rassembler des échantillons de roche provenant de loin, bien en dehors du cratère. D’une certaine manière, c’est la rivière et le delta qui ont collecté les roches à notre place », a déclaré Stack Morgan.

Bien que ces roches n’aient pas le même contexte qu’un échantillon in situ, elles permettent aux chercheurs d’avoir une idée aperçu de la diversité des roches anciennes qui existaient dans une zone beaucoup plus vaste que ce qu'un rover pourrait éventuellement explorer.

Et c’est la magie de Jezero: il possède toutes ces cibles, dont chacune serait inestimable à elle seule, toutes suffisamment proches pour être visitées par un seul rover.

« Vous combinez les carbonates et leur potentiel, le gisement du delta et celui du lac étant un endroit idéal pour rechercher des signes de vie ancienne, et puis vous avez les roches volcaniques. Et tout cela se trouve à portée du rover Perseverance », a déclaré Stack Morgan. "Toutes ces choses sont à la portée d'une seule mission sur Mars."

L'atterrissage est imminent

En tant qu’endroit si spécial, vous vous demandez peut-être pourquoi la NASA n’a pas envoyé de rover à Jezero auparavant – comme le rover Curiosity qui explore actuellement le cratère Gale. C’est parce que Jezero était auparavant inaccessible en raison de conditions d’atterrissage dangereuses. Jezero présente des caractéristiques telles que des dunes de sable, des pentes abruptes et de nombreux rochers épars, ce qui aurait créé un risque d'atterrissage pour les rovers précédents.

Mais Perseverance est armé d'un nouveau système d'atterrissage, appelé Terrain Relative Navigation, qui utilise une caméra et des cartes embarquées pour identifier un endroit sûr pour atterrir, même parmi ces dangers. La technologie d’atterrissage est désormais devenue si sophistiquée que les scientifiques peuvent choisir le site d’exploration le plus intéressant, et les ingénieurs peuvent affirmer qu’ils sont sûrs de pouvoir y faire atterrir le rover.

Même ainsi, l’atterrissage d’un rover reste une opération complexe et extrêmement complexe pour laquelle tout le monde croise les doigts. Stack Morgan a déclaré qu'elle était une "boule de nerfs" à propos de l'atterrissage, mais qu'elle était profondément excitée à l'idée que le rover commence sa mission.

Avec autant de découvertes potentielles reposant sur les épaules robotiques du rover, nous croiserons également les doigts pour un atterrissage en toute sécurité et une mission réussie.

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