Formation de carbonates solides et gazeux lors d'événements de poussière sur Mars

Oct 12, 2023

Une équipe de recherche conjointe dirigée par le Dr Xiaohui Fu et le Dr Zhongchen Wu de l'Université du Shandong, en Chine, a proposé un nouveau mécanisme de formation de carbonate dans les activités de poussière martienne sur la base d'études expérimentales de simulation.

Les carbonates sont des produits généraux de processus aqueux sur Terre. Pour Mars, les minéraux carbonatés ont été considérés comme un puits pour une atmosphère précoce de CO2 dense. Des investigations spectroscopiques orbitales ont identifié des carbonates dans quelques localités isolées à travers la surface martienne. Des traces de carbonate ont été détectées dans la poussière mondiale moderne à la fois par des orbiteurs et par des rovers. Cependant, leurs sources et leurs mécanismes de formation ne sont toujours pas clairs. L'équipe émet l'hypothèse que le carbonate pourrait se former directement dans l'atmosphère riche en CO2 par des processus électrochimiques lors des activités de poussière martienne.

Pour tester cela, ils ont simulé une décharge électrostatique (ESD) dans des conditions atmosphériques semblables à celles de Mars. Divers minéraux identifiés dans la poussière martienne (silicates, sulfates de Ca, minéraux halogénés et (per)chlorate) ont été exposés au processus ESD dans une chambre martienne. De nouveaux carbonates générés ont été identifiés par spectroscopie Raman et infrarouge moyen lors de réactions ESD avec des halogénures (NaCl, MgCl2, NaBr) et du (per)chlorate (NaClO3, NaClO4) comme minéraux de départ.

Sur la base des expériences de simulation, ils ont proposé des réactions électrochimiques hétérogènes gaz-solide pendant les activités de poussière comme nouveau mécanisme de formation de carbonate martien. "La formation et la rareté des affleurements de carbonate sur Mars restent jusqu'à présent un mystère. Contrairement aux mécanismes de formation conventionnels des carbonates, les interactions solide-gaz induites par l'ESD dans les activités de poussière martienne sont indépendantes de l'eau liquide", a déclaré Fu.

Les processus électrochimiques résultant des activités de la poussière peuvent éliminer des quantités importantes de gaz CO2 de l'atmosphère martienne et le stocker sur des échelles de temps géologiques. Le CO2 atmosphérique sur Mars semble s'être solidifié sous forme de carbonates depuis au moins le début de l'Amazonie jusqu'à aujourd'hui. "Ces nouveaux résultats passionnants s'ajoutent aux preuves croissantes que le CO2 atmosphérique est solidifié sous forme de carbonates depuis au moins le début de l'Amazonie jusqu'à présent sur Mars." dit Wu. La quantité totale de CO2 séquestrée par les activités de la poussière de Mars à l'ère de l'Amazonie a été estimée sur la base du rendement en carbonate des expériences ESD, qui ont éventuellement converti ~ 0,56 mbar de CO2 en carbonate par les activités de la poussière martienne au cours des 3,0 derniers Ga.

Les activités de poussière de Mars se produisent fréquemment sur Mars d'aujourd'hui. Ils durent très longtemps et couvrent de vastes zones de Mars. Cette étude démontre en outre que les interactions chimiques actives sont toujours en cours sur Mar entre la surface et l'atmosphère. Les activités de poussière de Mars jouent un rôle clé dans l'évolution de l'atmosphère de Mars et des cycles carbone/chlore sur Mars d'aujourd'hui.

Formation de carbonate de gaz solide lors d'événements de poussière sur Mars , National Science Review (accès libre)

Astrobiologie

Co-fondateur de SpaceRef, membre du Explorers Club, ex-NASA, équipes extérieures, journaliste, espace et astrobiologie, grimpeur décédé.