La Margin Unit de Jezero a été altérée par l’eau au moins trois fois, et la roche concernée n’a rien d’un sédiment de lac : c’est une roche ignée, née du magma. L’étude, conduite par Candice Bedford (Purdue University), a été publiée dans Communications Earth & Environment. Chaque épisode a modifié la chimie et l’aspect de la roche à sa manière, ce qui permet aujourd’hui de les distinguer.

Les orbiteurs annonçaient un rivage fossile, le rover a trouvé du magma refroidi.

La Margin Unit est une bande de roche riche en olivine qui longe le bord intérieur du cratère. Les observations orbitales y montraient de fortes signatures de carbonate, que l’on rattachait surtout au lac qui occupait Jezero. Quand Perseverance y est arrivé en 2023, l’équipe s’attendait à des roches sédimentaires.

À retenir
  • La Margin Unit est une roche ignée, formée dans du magma et non dans un sédiment de lac.
  • Trois épisodes de fluides distincts ont laissé chacun une signature chimique propre.
  • Seules les carottes prélevées pourront donner une date à chacun de ces épisodes.

Du magma en haut, de l’eau en bas

Le rover a examiné l’unité sur environ 265 mètres de dénivelé, soit près de 870 pieds. Son instrument SuperCam tire un laser sur la roche jusqu’à 6,5 mètres de distance, puis lit le spectre du plasma produit pour en déduire la composition. Plus de 185 cibles de roche en place ont été analysées de cette façon.

Au-dessus de -2350 mètres d’altitude, la texture et la chimie sont celles d’une roche cristalline à olivine, refroidie lentement, sans exposition notable à l’eau. Les chercheurs en concluent qu’elle s’est formée dans une masse de magma, loin sous la surface martienne. Bien plus tard, l’érosion a retiré le matériau qui la recouvrait et l’a exposée. Cette partie haute de l’unité reste donc la référence : elle montre à quoi ressemblait la roche avant que l’eau ne s’en mêle.

Le refroidissement a été assez lent pour que de grands grains minéraux se développent. Ces roches de haute altitude ressemblent le plus à la formation de Séítah, sur le plancher du cratère, et représentent peut-être la part la moins altérée de la Margin Unit.

Plus bas, près de l’ancien lit du lac, la roche raconte autre chose.

Trois fluides, trois signatures

Premier épisode : des fluides neutres à alcalins, riches en CO2, ont circulé dans le socle rocheux. Ils ont réagi avec l’olivine et formé du carbonate dans les fractures. L’érosion a ensuite emporté la matière environnante, et les fractures remplies de carbonate, plus résistantes, subsistent en crêtes visibles aujourd’hui.

Deuxième épisode : les eaux du paléolac de Jezero, ou une évolution des fluides souterrains, ont remobilisé le carbonate et déposé de la silice dans les pores secondaires. Selon la coauteure Eleni Ravanis, de l’Université d’Hawaï à Mānoa, transformer l’olivine en carbonate peut laisser de la silice derrière lui, et on en trouve davantage sous la ligne d’eau. Ces affleurements se situent sous la deuxième terrasse supposée du lac. Certains montrent aussi un remaniement physique près de Neretva Vallis et du delta ouest.

Troisième épisode, le plus tardif : des fluides hydrothermaux ont traversé des fractures plus jeunes et précipité des veines de fluorite et de sulfate de calcium. Dans l’est de l’unité, l’une de ces veines atteint environ 25 centimètres d’épaisseur.

Une autre équipe, qui a travaillé sur les images multispectrales de Mastcam-Z, aboutit à une lecture voisine. Pour elle, l’altération généralisée brouille l’interprétation de la mise en place de l’unité, qui pourrait être un dépôt igné plus ou moins altéré, avec un remaniement sédimentaire dans l’est, peut-être lié à un ancien lac. Ce travail est paru dans le Journal of Geophysical Research: Planets.

Un carrefour d’eaux, sans preuve de vie

Avant l’arrivée du rover, l’hypothèse dominante, tirée de l’orbite, voulait que le carbonate vienne de l’interaction avec le lac. Bedford parle désormais d’un lieu devenu une sorte de carrefour de systèmes aqueux.

Eau souterraine dans une roche à olivine, eau de lac stagnante, circulation souterraine chaude : ce sont trois milieux où prospèrent des microbes sur Terre. Les auteurs voient dans cette succession de fluides un site d’intérêt astrobiologique. Les mêmes minéraux peuvent aussi conserver la trace des réactions qui les ont formés.

L’article ne revendique aucune trace de vie.

Les auteurs peuvent reconstituer l’ordre des trois épisodes, mais pas dire quand chacun s’est produit. Leurs conclusions valent pour une seule zone du bord de Jezero, et l’étude ne mesure pas jusqu’où le schéma se répète ailleurs sur Mars.

Les carottes, seule voie vers une date

Perseverance a prélevé deux carottes dans la partie basse de l’unité, Pelican Point et Lefroy Bay, puis une troisième, Comet Geyser, plus loin sur son itinéraire. Elles ont été collectées pour une mission de retour d’échantillons, qui les amènerait dans des laboratoires terrestres capables de les dater et d’y chercher des microfossiles. C’est précisément ce que SuperCam ne sait pas faire.

La Margin Unit a été la quatrième campagne de la mission, après Upper Fan, et la campagne Northern Rim, en cours fin 2024, explore des roches profondes projetées par l’impact survenu il y a 3,9 milliards d’années. Les trois épisodes d’eau de la Margin Unit ne peuvent pas encore être replacés dans cette chronologie. Seule une analyse en laboratoire pourrait leur donner des âges.

Bedford souligne que Jezero se trouve au sein d’une vaste exposition de carbonates, ce qui rend la leçon transposable à d’autres affleurements.

Sources : agupubs.onlinelibrary.wiley.com | nature.com