Le minéral récemment découvert, nommé hydroxysulfate ferrique, fournit des indices sur l’environnement et l’histoire de la planète rouge, notamment la possibilité d’anciennes laves, cendres ou activités hydrothermales.
L’instrument Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) à bord du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a fourni des données hyperspectrales pour cartographier de nombreux minéraux qui guident notre compréhension de l’histoire géochimique ancienne de Mars.
Une variété de minéraux sulfatés ont été identifiés sur Mars lors de missions orbitales et terrestres par comparaison avec des minéraux terrestres à l’aide de paramètres spectraux, de diffraction des rayons X et d’abondances élémentaires.
En 2010, une bande spectrale inhabituelle a été découverte dans les spectres CRISM de Mars sur le plateau bordant Juventae Chasma et dans le cratère d’impact fortement érodé Aram Chaos.
Cela constitue un défi pour l’identification des minéraux depuis plus de 15 ans, car cette bande spectrale ne correspond à aucun minéral connu.
Des investigations préliminaires en laboratoire ont proposé des sulfates de fer déshydratés comme source de cette matière inexpliquée.
« Les données provenant du spectromètre ne sont pas utilisables telles quelles », a déclaré le Dr Mario Parente, chercheur à l’Université du Massachusetts à Amherst.
« Nous devons calibrer les données, corriger les données, supprimer l’effet de l’atmosphère. »
« La lumière – qui voyage du Soleil au minéral jusqu’au CRISM – doit traverser deux fois l’atmosphère martienne. »
« Il existe des molécules et des gaz diffusants qui absorbent la lumière dans l’atmosphère », explique-t-il. « Par exemple, sur Mars, il y a une abondance de dioxyde de carbone, ce qui fausserait les données.
Grâce à des approches d’intelligence artificielle d’apprentissage profond, les chercheurs peuvent cartographier les minéraux connus et inconnus, reconnaissant automatiquement les anomalies dans les pixels individuels d’une image.
Ils ont révélé des emplacements supplémentaires sur la planète avec la même bande spectrale et clarifié des caractéristiques spectrales supplémentaires.
À partir des caractéristiques nouvellement raffinées, ils ont pu reproduire le minéral en laboratoire et déterminer le composé mystérieux comme étant l’hydroxysulfate ferrique.
« Le matériau formé lors de ces expériences en laboratoire est probablement un nouveau minéral en raison de sa structure cristalline unique et de sa stabilité thermique », a déclaré le Dr Janice Bishop, chercheuse à l’Institut SETI et au centre de recherche Ames de la NASA.
« Cependant, les scientifiques doivent également le trouver sur Terre pour le reconnaître officiellement comme un nouveau minéral. »
L’hydroxysulfate ferrique se forme à des températures élevées (50 à 100 degrés Celsius) dans un environnement acide et en présence d’oxygène et d’eau.
« Une fois que vous avez fait une attribution minérale et que vous avez de bonnes indications sur un certain matériau, vous pouvez alors commencer à réfléchir : quand ce matériau apparaît-il ? Dans quel état se forme-t-il ? » » a déclaré le Dr Parente.
Les scientifiques ont conclu que l’hydroxysulfate ferrique s’était formé à Aram Chaos via la chaleur géothermique, tandis que le même minéral s’était formé à Juventae par chauffage volcanique par des cendres ou de la lave.
Ils supposent que cela s’est probablement produit pendant la période amazonienne, il y a moins de 3 milliards d’années.
« La température, la pression et les conditions telles que le pH sont toutes des indications très importantes de ce qu’était le paléoclimat », a déclaré le Dr Parente.
« La présence de ce minéral apporte beaucoup plus de nuances à ce qui se passait. »
« Certaines parties de Mars ont été chimiquement et thermiquement actives plus récemment que nous ne le pensions, offrant ainsi un nouvel aperçu de la surface dynamique de la planète et de son potentiel à abriter la vie. »
