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Mars, une formation express !

L’étude géochimique d’une météorite permet d’évaluer le temps de formation de la planète Mars.

Mars, une formation express !

Date de publication : 28/06/2018

Presse, Recherche

Thèmes liés : Origines

Une étude d’une équipe internationale impliquant des chercheurs de l’institut de physique du globe de Paris (IPGP) et de l’institut universitaire européen de la Mer (IUEM) à Brest a mis en évidence les plus vieux matériaux martiens, des grains de zircons datant d’environ 4, 476 milliards d’années, découverts dans la météorite « Black Beauty ». Ces grains sont environ 100 millions d’années plus anciens que les plus vieux matériels terrestres connus. L’étude chimique de ces zircons a de plus permis de démontrer qu’ils proviennent de la fusion d’une croûte rocheuse andésitique à la surface de Mars, datée au minimum de 4,547 milliards d’années, c’est à dire, moins de 20 millions d’années après la formation du système solaire. La formation d’une croûte solide correspondant à la phase finale de la formation planétaire, cette datation montre que la formation de Mars, la séparation d’un noyau et la cristallisation d’un manteau ce sont déroulés extrêmement rapidement.

L’émergence d’une croûte rocheuse est en effet une étape fondamentale dans l’histoire précoce d’une planète tellurique. La croûte primordiale est considérée comme étant le produit final d’un séquence d’évènements, incluant l’accrétion planétaire, la formation d’un océan de magma, la ségrégation d’un noyau et finalement une différentiation d’un manteau et d’une croûte. Sur Terre, la tectonique des plaques et l’érosion ont effacé la plupart des traces de cette croûte primordiale et de cette l’histoire ancienne de notre planète, ne subsistent que quelques rares témoins minéraux résistants aux effets du temps : les zircons. Les plus ancien zircons connus à ce jour sur Terre proviennent d’Australie et sont datés à 4370 millions d’année, c’est a dire environ 300 millions d’années après la formation du système solaire.

La météorite NWA 7034, plus communément appelée Black Beauty a été découverte dans le désert marocain en 2011. Cette roche, parmi les plus anciennes météorites martiennes connues, contient de nombreux zircons. Dans cette étude les chercheurs ont extrait et dissout sept de ces grains de zircons mesurant 50 à 110 µm. Grâce à la mesure des abondances relatives des isotopes du plomb contenus dans ces minéraux, ils ont évalué leurs âges de cristallisation entre 4429 et 4476 millions d’années. Ces résultats dévoilent que certains de ces « grains martiens » devancent de près de 100 millions d’années les plus anciens zircons terrestres connus. Plus étonnant encore : la mesure des compositions isotopiques d’un autre élément,  l’hafnium, dans ces mêmes cristaux a permis de démontrer que ces zircons proviennent eux même de la fusion d’une croûte encore plus ancienne, formée seulement vingt millions d’années après la formation du système soleil, et ayant survécut pendant 100 millions d’années avant d’être fondu, probablement sous l’effet d’impacts de météorites.

La formation d’une telle croûte de composition andésitique en seulement 20 millions d’années nécessite que Mars se soit formée et différentiée très rapidement, ce qui est en accord avec les plus récents modèles de formation planétaire par accrétion rapide d’objet millimétriques.

 

Réf : Bouvier et al. Evidence for extremely rapid magma ocean crystallisation and crust formation on Mars, Nature, 558, 586-589. doi.org/10.1038/s41586-018-0222-z

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