Désolé, aucun oxygène n’est nécessaire pour fabriquer ces minéraux sur Mars


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  • Lorsque les rovers martiens de la NASA ont trouvé des oxydes de manganèse dans les roches des cratères Gale et Endeavour sur Mars en 2014, la découverte a incité certains scientifiques à suggérer que la planète rouge aurait pu avoir plus d’oxygène dans son atmosphère il y a des milliards d’années.

    Les minéraux ont probablement nécessité une eau abondante et des conditions fortement oxydantes pour se former, ont déclaré les scientifiques. En utilisant les leçons tirées des archives géologiques de la Terre, les scientifiques ont conclu que la présence d’oxydes de manganèse indiquait que Mars avait connu des augmentations périodiques de l’oxygène atmosphérique dans son passé – avant de décliner aux niveaux bas d’aujourd’hui.

    Mais une nouvelle étude expérimentale de l’Université de Washington à Saint-Louis bouleverse ce point de vue.

    Les scientifiques ont découvert que dans des conditions semblables à celles de Mars, les oxydes de manganèse peuvent se former facilement sans oxygène atmosphérique. En utilisant la modélisation cinétique, les scientifiques ont également montré que l’oxydation du manganèse n’est pas possible dans l’atmosphère riche en dioxyde de carbone attendue sur l’ancienne Mars.

    « Le lien entre les oxydes de manganèse et l’oxygène souffre d’un éventail de problèmes géochimiques fondamentaux », a déclaré Jeffrey Catalano, professeur de sciences de la terre et des planètes aux arts et sciences et auteur correspondant de l’étude publiée le 22 décembre dans Géoscience de la nature. Catalano est membre du corps professoral du McDonnell Center for the Space Sciences.

    Le premier auteur de l’étude est Kaushik Mitra, maintenant associé de recherche postdoctoral à l’Université de Stony Brook, qui a terminé ce travail dans le cadre de ses recherches de troisième cycle à l’Université de Washington.

    Mars est une planète riche en éléments halogènes chlore et brome par rapport à la Terre. « Les halogènes se produisent sur Mars sous des formes différentes de celles de la Terre, et en quantités beaucoup plus importantes, et nous avons deviné qu’ils seraient importants pour le sort du manganèse », a déclaré Catalano.

    Catalano et Mitra ont mené des expériences en laboratoire utilisant du chlorate et du bromate – les formes dominantes de ces éléments sur Mars – pour oxyder le manganèse dans des échantillons d’eau qu’ils ont fabriqués pour reproduire des fluides à la surface de Mars dans un passé ancien.

    « Nous nous sommes inspirés des réactions observées lors de la chloration de l’eau potable », a déclaré Catalano. « Comprendre d’autres planètes nous oblige parfois à appliquer des connaissances acquises dans des domaines scientifiques et techniques apparemment sans rapport. »

    Les scientifiques ont découvert que les halogènes transformaient le manganèse dissous dans l’eau en minéraux d’oxyde de manganèse des milliers à des millions de fois plus rapidement que par l’oxygène. De plus, dans les conditions faiblement acides qui, selon les scientifiques, ont été trouvées à la surface de Mars primitif, le bromate produit des minéraux d’oxyde de manganèse plus rapidement que tout autre oxydant disponible. Dans bon nombre de ces conditions, l’oxygène est tout à fait incapable de former des oxydes de manganèse.

    « L’oxydation ne nécessite pas l’implication de l’oxygène par définition », a déclaré Mitra. « Plus tôt, nous avons proposé des oxydants viables sur Mars, autres que l’oxygène ou via la photooxydation UV, qui aident à expliquer pourquoi la planète rouge est rouge. Dans le cas du manganèse, nous n’avions tout simplement pas d’alternative viable à l’oxygène qui pourrait expliquer les oxydes de manganèse jusqu’à ce que maintenant. »

    Les nouveaux résultats modifient les interprétations fondamentales de l’habitabilité du début de Mars, qui est un moteur important des recherches en cours de la NASA et de l’Agence spatiale européenne.

    Mais juste parce qu’il n’y avait probablement pas d’oxygène atmosphérique dans le passé, il n’y a aucune raison particulière de croire qu’il n’y avait pas de vie, ont déclaré les scientifiques.

    « Il existe plusieurs formes de vie, même sur Terre, qui n’ont pas besoin d’oxygène pour survivre », a déclaré Mitra. « Je ne pense pas à cela comme un » revers « à l’habitabilité – seulement qu’il n’y avait probablement pas de formes de vie à base d’oxygène. »

    Les organismes extrêmophiles qui peuvent survivre dans un environnement riche en halogènes – comme les organismes unicellulaires qui aiment le sel et les bactéries qui prospèrent dans le Grand Lac Salé et la mer Morte sur Terre – pourraient également bien se comporter sur Mars.

    « Nous avons besoin de plus d’expériences menées dans diverses conditions géochimiques qui sont plus pertinentes pour des planètes spécifiques comme Mars, Vénus et des » mondes océaniques « comme Europe et Encelade afin d’avoir une compréhension correcte et complète des environnements géochimiques et géologiques sur ces corps planétaires. « , a déclaré Mitra. « Chaque planète est unique en soi, et nous ne pouvons pas extrapoler les observations faites sur une planète pour comprendre exactement une autre planète. »

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