Il y a 3,5 milliards d’années, Mars a perdu son atmosphère. Un événement qui a changé pour toujours la face de la planète, la transformant en un désert aride et froid. Mais où est passée l’atmosphère ? Dans l’espace ? Peut-être, mais une nouvelle étude révèle que la quasi-totalité du dioxyde de carbone aurait pu être absorbée... dans certains minéraux.
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Si Mars possède bien une atmosphèreatmosphère, celle-ci n'a rien à voir aujourd'hui avec celle de la Terre. Outre le fait qu'elle est composée en grande majorité de dioxyde de carbonedioxyde de carbone (à 96 %) et dépourvue d'oxygène, elle est surtout extrêmement fine. Avec seulement 6 mbar de pression moyenne, elle est 170 fois plus faible que sur Terre. Mais cela n'a pas toujours été le cas.
Un brusque changement climatique lié à la réduction drastique de l’atmosphère de Mars
On sait qu'au début de son histoire, la planète a en effet possédé à sa surface de l'eau liquide, ce qui implique la présence d'une atmosphère dense, comparable à celle de la Terre aujourd'hui. Les choses ont cependant changé il y a 3,5 milliards d'années. L'analyse du paysage martien et des roches qui le composent révèle en effet que les lacs se sont asséchés, en lien avec une aridification du climatclimat. Cette transition climatique majeure dans l'histoire de la planète est associée à la réduction drastique de son atmosphère. Plusieurs scénarios ont été proposés pour expliquer ce phénomène. Si tout est loin d'être clair, il semble que la faible masse de la planète et la disparition de son bouclier magnétique auraient permis aux vents solaires d’éroder son atmosphère.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances révèle cependant qu'un autre phénomène aurait pu également participer à la disparition de l'atmosphère martienne.
L’atmosphère de Mars stockée dans son sol !
Une équipe de chercheurs s'est en effet intéressée à l'impact qu'ont pu avoir certaines réactions géochimiques lorsque l'eau liquide était présente à la surface de Mars. Et les résultats sont plutôt étonnants : ils suggèrent qu'environ 80 % du dioxyde de carbone initialement présents dans l'atmosphère de Mars ne se seraient pas volatilisés dans l'espace, mais auraient été stockés dans les argilesargiles composant le sol de la planète, sous la forme de... méthane !
Il s'agit d'une chaîne réactionnelle bien connue sur Terre, mais qui sur Mars aurait ainsi pu avoir des conséquences non négligeables sur la composition de son atmosphère et donc sur son climat.
Le rôle des smectites sur le climat
L'effet régulateur des smectites est en effet bien connu sur Terre. Ce minéralminéral (qui appartient à la famille des argiles), se compose d'une multitude de feuillets superposés les uns sur les autres. Cette structure du minéral lui donne des propriétés de stockage importantes. Il peut ainsi capturer beaucoup d'eau, mais également des composés carbonés, comme le méthane. Ce processus est connu sur Terre pour sa capacité à réguler la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère (sur de longues périodes de temps) et donc de participer au refroidissement du climat.
Et si ce processus avait également joué sur Mars ? Une hypothèse tout à fait possible. Les smectites sont en effet des minérauxminéraux argileux très présents à la surface de la planète.
Un réservoir énergétique à ne pas négliger pour les futures missions
Sur Terre, ces argiles sont surtout produites par l'altération des roches ultramafiques provenant du manteaumanteau et qui sont exposées à la surface lors de certains événements tectoniques, comme lors de l'ouverture entre deux nouveaux continents. De tels processus tectoniques n'existent pas sur Mars et n'ont certainement jamais existé.
Par contre, comme le soulignent les chercheurs, la croûte martienne ne présente pas la même composition que la croûte terrestre. Plus « primitive » que la croûte terrestrecroûte terrestre, elle est ainsi plus riche en roches ignéesroches ignées (magmatiques) et en olivineolivine, minéral principal du manteau. Durant le premier milliard d'années, le contact avec l'eau liquide aurait ainsi entraîné une oxydation du ferfer contenu dans l'olivine, donnant à la planète sa couleurcouleur rouge caractéristique. L'hydrogènehydrogène relâché lors de cette réaction se serait alors combiné au CO2 dissous dans l'eau, entraînant la formation de méthane (CH4). L'altération de la serpentineserpentine (minéral issu de l'hydratationhydratation de l'olivine) aurait alors en même temps produit des smectites, capables de piéger le méthane.
Les résultats de l'étude suggèrent ainsi que la quantité de méthane stockée dans le sol de Mars pourrait être énorme. Un réservoir sur lequel pourrait s'appuyer de futures missions !
