Le passé lacustre du cratère Gale

Une étude sur le passé lacustre du cratère Gale vient d’être publiée (8 octobre) dans la revue Science, par un groupe de scientifiques dont l’auteur principal est J.P Grotzinger, distingué professeur en Géologie et Planétologie de l’Université Cornell.

Cet article est la suite de celui paru en janvier 2014, également sous sa direction, »A Habitable Fluvio Lacustrine Environment at Yellowknife Bay, Gale Crater, Mars », qui mettait en évidence les qualités favorables à une évolution biologique de l’environnement fluvio-lacustre de Yellowknife Bay.

Son titre : « Deposition, exhumation, and paleoclimate of an ancient lake deposit, Gale Crater, Mars » (« Sédimentation, exhumation et paléoclimat d’un ancien dépôt lacustre, Cratère Gale, Mars »).

Il n’apporte rien de bien nouveau mais des confirmations sur l’histoire de l’eau sur Mars.

Le groupe d’étude part de la problématique que les grandes surfaces d’eau liquide dont on voit les traces aujourd’hui, auraient nécessité un climat beaucoup plus humide que maintenant, mais que les hypothèses raisonnables de quantité d’eau disponible et d’érosion atmosphérique, ne permettent pas un climat suffisamment humide pour expliquer l’impact de l’eau que nous constatons aujourd’hui.

Les auteurs pensent que les lacs qui au cours du temps ont occupé le cratère, étaient orientés vers le centre, autour d’un pic central. L’eau qui a formé ces lacs coulait des bords du cratère et les sédiments qu’elle charriait comblèrent peu à peu le cratère (d’au moins 75 à plusieurs centaines de mètres). Après des alternances de périodes humides et sèches pendant lesquelles les lacs successifs se formèrent puis disparurent, le fond du cratère monta, ensevelissant les vestiges des périodes antérieures. Le processus dura plusieurs centaines de millions d’années après la formation de Gale (fin du Noachien, de 3.8 à 3.6 milliards d’années) jusqu’à la fin de l’Hespérien (vers 3,3 milliards d’années). Les périodes d’humidité (de lacs) ont pu varier de 100 à 10.000 ans. Une fois la sécheresse devenue dominante (derniers trois milliards d’années), le vent, recreusa les sédiments de tous ses éléments légers qui vinrent renforcer le pic central du cratère jusqu’à créer l’énorme Mont Sharp d’aujourd’hui (plus de 4500 mètres de hauteur par rapport au fond du cratère).

Illustration d’un épisode lacustre dans le cratère Gale avec de l’eau ayant pour origine la vallée Peace qui débouche sur le plancher du cratère à une trentaine de km au Nord Ouest du point d’atterrissage de Curiosity. Mais Peace n’est pas la seule vallée descendant des remparts du cratère. (Doc. NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Sur cette image à contraste augmenté, on voit très bien l’éventail alluvionnaire émanant de la vallée Peace et s’étendant jusqu’à la croix du point d’atterrissage de Curiosity (doc. NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)

Une belle vue de la vallée Peace depuis l’espace (doc. NASA/JPL-Caltech/Univ.of Arizona)

Et la même vallée vue par Curiosity à 30 km de distance (doc. NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Le climat de l’ancienne Mars a dû être froid et l’eau le plus souvent sous forme de glace. On ne constate cependant aucun relief glaciaire dans le relief et l’eau des lacs doit être venue de la fonte des glaciers situés en périphérie sur les hautes murailles du cratère. Mais surtout ce ruissellement devait s’effectuer sur un fond très humide. En effet, pour expliquer précisément le retour rapide et fréquent des lacs, l’eau durant toute cette longue histoire,a dû subsister en nappes phréatiques dans le sous-sol immédiat. Et c’est la profondeur relative de Gale par rapport au relief environnant (sur un rayon de quelques mille km) ajouté à sa proximité de la dichotomie crustale (pente) qui expliquerait cette proximité de l’eau (et le caractère particulier de Gale).

La présence très longue d’eau liquide est évidemment un facteur favorable à l’émergence de la vie…dont on continue à chercher les traces !

Vue vers le Mont Sharp à partir du site Kimberley (sol 580 soit le 25 mars 2014). On est ici au début amont du delta d’une rivière à fort courant (débit torrentiel). Les grosses plaques de grès du premier plan vont céder la place à des sédiments de plus en plus fins vers le centre du lac, au fur et à mesure que la force du courant s’épuisera à la rencontre de l’eau du lac. (Doc. NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Cette image a été prise dans Hidden Valley. Une variété de strates de mudstone dans la zone  est caractéristique de sédiments lacustres tandis qu’à proximité les dépôts indiquent la présence passée d’une rivière ou d’un courant. (Doc. NASA/JPL-Caltech/MSSS)