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Les trésors d'Opportunity

Dossier - Mars et ça repart : bilan scientifique après cette demi année martienne
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Antoine Lucas, Futura

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Un an terrestre que les deux rovers de la Nasa roulent paisiblement sur le sol de la planète rouge. Après avoir brillamment accompli leur mission initialement prévue pour trois mois, les deux robots géologues nous surprennent aujourd'hui à fonctionner toujours et encore. Que nous réserve Mars pour les prochains mois ?

  
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Le cratère Victoria. © NASA/JPL/University Arizona, DP

Eagle Crater

Opportunity, de son côté atterrit en plein milieu du cratère « Eagle » le 24 janvier 2004 (cf. Fig.5). Au coeur de Terra Meridiani dans lequel le spectromètre TES, (Thermal Emission Spectrometer) de Mars Odyssey avait détecté de l'hématite quelques années plus tôt.

Fig. 5 Trajet du Rover Opportunity au 20 janvier 2005. cliquez ici pour agrandir

Coup de chance, les images que nous dévoile le rover sont un trésor pour les géologues : On observe des roches à l'affleurement, qui plus est, présentant des stratifications (cf. Fig. 6).

Fig. 6 Affleurement dans le cratère Eagle. cliquez ici pour agrandir
A°/ Processus éoliens

Le vent a joué un rôle très important dans la formation des paysages observés par le rover : les ondulations omniprésentes sur les plaines aussi bien que les ripples (rides régulières) et les dunes dans le cratère et les cuvettes, ainsi que les stries formées par le vent vues depuis l'orbite sur les images haute résolution MOC (Mars Orbiter Camera) en sont les preuves. La saltation du sable basaltique (pyroxènes en grande majorité) à grain fin (quelques microns) a été un processus éolien particulièrement important sur ces terrains. Ces rides sont orientées à N38 (azimuth) sur le plancher de Eagle. Ces directions préférentielles sont confirmées par les observations sur les images MOC.

B°/ La présence d'eau passée détectée

Plusieurs arguments vont alors dans le sens de la présence d'eau liquide dans le passé.

  • Les preuves morphologiques :

Au sein de ce splendide affleurement, le Rover a photographié des objets très bien connus sur Terre par les géologues : des stratifications entrecroisées obliques (cf. fig. 7). Ces objets morphologiques se forment (sur Terre) en milieux aqueux de type lacustre.

Fig. 7 A (en haut) Stratification entre-croisées obliques photographiées dans Eagle Crater. Fig.7 B (en bas) Stratifications entre-croisées dans des calcaires précambriens de Californie. (C) M. Miller, Univ. Oregon.

Ces morphologies sédimentaires se forment en milieux aqueux. Ces entrecroisements sont liés à la dynamique sédimentaire dans l'environnement de dépôt. Même si les échelles ne sont pas exactement les mêmes, il y a de fortes chances que ceux-ci se soient également formés en présence d'eau. 

De plus, les capacités étonnantes des optiques du rover ont permis de détecter ce que l'on appelle couramment des pseudomorphoses (Cf. Fig. 8). Quoique le terme est ici un peu abusif, nous pourrions parler d'empreintes de dissolution laissées par un minéral au sein d'une roche.

Fig. 8 Empreintes de cristaux de gypse (en haut). En bas, pseudomorphoses de cristaux de gypse recristallisés en goethite.

Dans notre cas, il s'agit très clairement d'empreintes de cristaux de gypse (sulfate de calcium hydraté). Or le gypse se forme en milieux aqueux.

Non très loin, toujours dans le cratère Eagle, Opportunity a également trouvé des morphologies atypiques (fig.9.a et 9.b). Il s'agit de fentes très similaires aux fentes de dessiccation formées par l'assèchement d'un terrain. Leur présence implique un épisode aqueux dans le passé.

Fig 9.a (à gauche) Vue globale de l'affleurement. Fig9.b (à droite) zoom sur les fentes.
Fig9c. Fentes de dessiccation ou mudcraks sur Terre (USA).
  • Les preuves minéralogiques :

Outre ces arguments morphologiques, Opportunity continue ses exploits en découvrant l'omniprésence de petites sphérules. Les scientifiques de la Nasa leur ont donné le nom de Blueberries. Ces dernières semblent montrer la signature spectrale de l'hématite. Il s'agit d'un oxyde de fer très commun sur Terre (cf fig. 10). Ces petites concrétions on été formées d'après les géologues de la Nasa en présence d'eau.

Fig. 10 Sphérule d'hématite.

Le doute n'est donc plus permis : "Ceci nous dit que dans le passé, le climat de la planète la plus proche de la Terre était totalement différent, permettant peut-être l'existence de la vie", a relevé M. O'Keefe (directeur de la Nasa) lors de l'anniversaire de l'arrivée de Spirit, à Pasadena (Californie). La présence d'eau liquide sur Mars n'est donc plus à remettre en cause. Néanmoins de nombreuses questions restent ouvertes. Il est aujourd'hui impossible de définir des périodes exactes à ce ou ces épisodes aqueux. De même que nous ne savons toujours pas s'il s'agissait d'environnement saumâtre ou au contraire d'océans ou de lacs.

Le Cratère Endurance 

Opportunity sort début janvier du cratère Endurance où il est resté durant plus de 6 mois. En quittant le cratère, le "géologue martien" nous offre des images très détaillées des strates de la falaise Burn Cliff sur la paroi d'Endurance. La suite du programme est d'aller voir son bouclier thermique situé à une centaine de mètres de là.

Fig. 11. Affleurement de sédiments stratifiés dans le cratère Endurance. cliquez ici pour agrandir

Dernièrement, Opportunity a révélé la présence de météorites sur Mars. (Cf. Figure 12)

Fig. 12 Une météorite sur Mars.

Les conditions environnementales mise en évidence par le rover sont les suivantes : Inondations épisodiques par de l'eau de surface peu profonde, suivies d'évaporation, d'exposition, et de dessiccation. Les données suggèrent que les sédiments soient composés de 50% de silicates, 40% de sulfates et 10% d'hématite. Après le dépôt et la diagenèse des sédiments tabulaires, les concrétions hématitiques se sont développées par la précipitation des eaux souterraines. Le vent a ensuite joué un rôle majeur et à permis l'extrusion des billes d'hématites en surface, d'où un signal fort détecté par Mars Odyssey au dessus de Meridiani Planum. Les images orbitales (MOC, THEMIS) suggèrent que les terrains datent du Noachien (Période géologique la plus ancienne sur Mars 4.55 Ga à 3.6Ga). Après cet épisode aqueux, le sable basaltique s'est déposé par dessus ces sédiments sulfatés. Leur origine peut être diverse comme par exemple l'exhumation par impact. Ceci impliquerait qu'il existe sous les sédiments une ou des unités basaltiques. Un autre scénario peut être envisagé comme par exemple des processus de transports éoliens (nous avons vu que la région était dominée par des processus éoliens). Ce qui semble certain aujourd'hui, c'est que Meridiani Planum a connu l'eau liquide il y a plus de 3.5 milliards d'années, de là à évoquer un environnement prébiotique, il n'y a qu'un pas. Le rover n'est cependant pas en mesure de trancher, les prochaines missions permettront peut être de nous le dire...

En ce début d'année 2005, le rendement des deux robots ne cesse de diminuer, de plus l'hiver n'arrange pas les choses. Le gel pourrait également contribuer à des défaillances électroniques et mécaniques. Ayons aujourd'hui conscience que les travaux actuels des rovers sont en sursis.

Souhaitons à nos deux rovers une excellente année 2005. Que l'exploration continue !