Perseverance découvre que l’eau a imbibé trois fois la même roche martienne

Les roches vers lesquelles le rover Perseverance de la NASA s’est dirigé sur le bord intérieur du cratère Jezero étaient censées être un ancien rivage lacustre. Elles se sont révélées être une roche volcanique que l’eau a imbibée, dissoute et recimentée au moins trois fois distinctes : d’abord une nappe phréatique riche en carbone, puis le lac du cratère lui-même, et enfin des fluides chauds qui ont traversé des fissures récentes et laissé des veines de fluorite et de sulfate de calcium.

Cette séquence compte parce que chacune de ces eaux représente un habitat différent. Les eaux souterraines s’infiltrant à travers une roche riche en olivine, l’eau stagnante du lac et la circulation souterraine chaude sont tous des environnements où les microbes prospèrent sur Terre, et l’unité Margin, comme on appelle cette bande rocheuse, a enregistré les trois en un seul endroit. L’équipe à l’origine de l’étude décrit désormais le site comme un carrefour de systèmes aqueux plutôt que comme un simple rivage.

Trois carottes de cette roche sont scellées dans des tubes à l’intérieur du rover. Personne n’a de plan financé pour les ramener sur Terre.

Comment SuperCam a analysé 185 roches à une distance allant jusqu’à 6,5 mètres

Les travaux reposent sur SuperCam, l’instrument monté sur le mât de Perseverance à environ deux mètres du sol. Il tire un laser sur une roche à une distance pouvant atteindre 6,5 mètres, vaporisant un point de quelques dixièmes de millimètre de diamètre en une petite bouffée de plasma. La lumière émise par ce plasma lorsqu’il refroidit révèle quels éléments se trouvent dans la roche, et un second spectromètre lit les minéraux à partir de la lumière réfléchie. Une petite caméra couleur photographie chaque point afin que les géologues puissent voir la taille des grains et la texture.

Perseverance a utilisé ce laser sur plus de 185 cibles de roche mère à travers l’unité Margin, grimpant environ 265 mètres de dénivelé le long de la paroi du cratère. L’auteure principale Candice Bedford, chercheuse à l’Université Purdue, et ses collègues ont classé les résultats en familles chimiques et les ont mis en correspondance avec l’aspect des roches vues de près. Ils ont ensuite cartographié l’emplacement de chaque famille par rapport aux anciens niveaux d’eau du lac du cratère, que des études antérieures avaient reconstitués à partir de terrasses visibles depuis l’orbite.

Cette dernière étape est ce qui a fait éclater l’histoire. En haut de la pente, au-dessus d’environ 2 350 mètres sous le niveau de référence martien, la roche est un corps cristallin à refroidissement lent, riche en olivine, qui montre peu de signes d’eau. Plus bas, en dessous de la deuxième terrasse du lac, la même roche est altérée, fracturée et remplie.

Trois eaux dans la même roche, dans l’ordre

La première eau est venue d’en bas. Une nappe phréatique neutre à alcaline riche en dioxyde de carbone a traversé les fractures de la roche mère et a réagi avec l’olivine, un minéral volcanique vert, déposant du carbonate dans les fissures. L’érosion a ensuite décapé la roche plus tendre autour de ces remplissages et les a laissés en saillie sous forme de crêtes. « Les fractures sont comme des tuyaux, et le carbonate est le ‘tartre’ martien qui a fini par boucher les ‘tuyaux’ », a déclaré Bedford.

La deuxième eau était plus acide et probablement plus froide. Elle a dissous une partie de ce carbonate, ouvert de petits pores dans la roche et les a remplis de silice. Les roches riches en silice n’apparaissent que dans les parties de l’unité Margin qui se trouvaient en dessous du deuxième rivage du lac, ce qui fait que la coautrice Eleni Ravanis de l’Université d’Hawaï à Mānoa et l’équipe relient cette étape au lac lui-même, ou à une nappe phréatique qui avait passé beaucoup de temps à réagir avec la roche.

La troisième eau était chaude. Des fluides tardifs ont traversé des fractures plus jeunes et ont précipité une veine de sulfate de calcium et de fluorite d’environ 25 centimètres d’épaisseur. La fluorite peut se former dans les eaux souterraines froides martiennes sous forme de minéral trace, mais une veine de cette taille ressemble à des dépôts hydrothermaux sur Terre. Les auteurs pointent une possible structure volcanique en bordure de Jezero et la province volcanique voisine de Syrtis Major comme source de chaleur probable.

Pourquoi un carrefour carbonaté importe au-delà de Jezero

Jezero est un cratère de 45 kilomètres qui a autrefois abrité un lac alimenté par une rivière, et Perseverance y a été envoyé parce que les orbiteurs ont repéré du carbonate le long de son rebord. Sur Terre, le carbonate et la silice sont parmi les meilleurs minéraux pour verrouiller les traces chimiques et microscopiques de la vie ancienne. Un rivage carbonaté était le scénario qui a fait de cette portion de paroi du cratère une cible de premier plan.

« Avant notre arrivée à l’unité Margin, l’hypothèse principale était que ces carbonates s’étaient formés par interaction avec le lac qui existait dans le cratère Jezero, mais maintenant nous savons que cet endroit est devenu une sorte de carrefour pour les systèmes aqueux », a déclaré Bedford.

La découverte dépasse également le cratère. Jezero se trouve à l’intérieur de l’un des plus grands affleurements de carbonate sur Mars, une couche riche en olivine qui s’étend à travers la région plus vaste de Nili Fossae. Les spectres orbitaux provenant de l’extérieur du cratère ressemblaient déjà à ceux de l’unité Margin, suggérant des origines d’eaux souterraines ou hydrothermales là aussi. Si la même histoire se vérifie dans cette région, les eaux souterraines plutôt que les lacs ouverts pourraient expliquer une grande partie du carbonate observé depuis l’orbite.

Il y a une raison de plus pour laquelle les astrobiologistes s’y intéressent. Lorsque l’eau réagit avec l’olivine sur Terre, la réaction peut libérer de l’hydrogène, un combustible chimique dont certains microbes se nourrissent. Les roches montrent que ce type de chimie eau-roche s’est produit ici, à plusieurs reprises.

Ce que les roches ne tranchent pas encore

Rien de tout cela n’est une preuve de vie. L’étude cartographie les minéraux et la chimie ; elle ne rapporte aucune molécule organique ni biosignature provenant de l’unité Margin.

La méthode a des limites. Le laser de SuperCam mesure les éléments sur des points d’une fraction de millimètre de diamètre, et les proportions minérales sont déduites de cette chimie et des images, non mesurées directement en laboratoire. La source de la deuxième eau n’est pas résolue : les auteurs écrivent que les fluides déposant la silice ont été « probablement fournis soit par le paléolac de Jezero lui-même, soit par des eaux souterraines » qui avaient évolué par un long contact avec la roche, et les données du rover ne peuvent pas distinguer les deux. La chaleur derrière le troisième épisode est également une inférence. La structure volcanique sur le bord du cratère est un candidat, pas un évent confirmé.

Le calendrier est la plus grande lacune. La séquence est relative : eaux souterraines d’abord, lac ou eaux souterraines évoluées ensuite, fluides chauds en dernier. L’étude ne donne pas d’âges absolus sur aucun de ces événements, elle ne peut donc pas dire si ces épisodes étaient séparés par des milliers d’années ou des centaines de millions. Cette réponse nécessite une datation en laboratoire des carottes elles-mêmes.

Les échantillons sont scellés, et toujours sur Mars

Perseverance a foré deux carottes dans la partie basse de l’unité Margin, nommées Pelican Point et Lefroy Bay, plus une troisième, Comet Geyser, plus loin le long du trajet. Elles ont été collectées pour une mission de retour d’échantillons qui les transporterait vers des laboratoires terrestres capables de les dater et de les rechercher pour des microfossiles.

Cette mission n’a plus de financement. Le Congrès a refusé de financer la campagne conjointe NASA et ESA de retour d’échantillons martiens dans son budget de l’exercice 2026, signé en janvier 2026. La mission Tianwen-3 de la Chine vise un lancement en 2028 et un retour de ses propres échantillons martiens vers 2031, depuis un site différent.

Le rover a atterri dans Jezero en février 2021 et a parcouru l’unité Margin pendant environ un an à partir de septembre 2023. L’étude, publiée dans Communications Earth & Environment le 21 septembre 2026, provient de cette traversée. « S’il y a une chose que j’ai apprise après 10 ans de travail avec les rovers martiens, c’est que Mars vous réserve constamment des surprises », a déclaré Bedford.

Questions fréquentes sur l’histoire hydrologique du cratère Jezero

Perseverance a-t-il trouvé de l’eau sur Mars ?

Pas d’eau liquide aujourd’hui. Il a trouvé des minéraux qui ne se forment que lorsque l’eau réagit avec la roche, montrant que des eaux souterraines, un lac et plus tard des fluides chauds ont tous traversé la même roche volcanique dans le cratère Jezero il y a des milliards d’années.

Qu’est-ce que l’unité Margin dans le cratère Jezero ?

C’est une bande de roche riche en olivine le long du bord intérieur du rebord de Jezero. Les données orbitales suggéraient qu’il s’agissait d’un ancien rivage lacustre bordé de carbonate. Perseverance a montré qu’il s’agit d’une roche ignée que l’eau a altérée au moins trois fois.

Pourquoi le carbonate sur Mars est-il important pour la recherche de vie ?

Sur Terre, les minéraux de carbonate et de silice peuvent préserver des traces chimiques et microscopiques de microbes pendant des milliards d’années. Les roches riches en les deux sont parmi les meilleurs endroits pour chercher des signes de vie martienne ancienne.

Les échantillons de Perseverance reviendront-ils un jour sur Terre ?

Pour l’instant, aucune mission n’est financée pour les collecter. La campagne de retour d’échantillons de la NASA et de l’ESA a perdu son financement en 2026, et les carottes restent scellées à bord du rover.

Référence : Bedford et al., « Lake- and groundwater-associated alteration of the olivine-rich Margin unit in Jezero crater, Mars », Communications Earth & Environment, 2026. DOI : 10.1038/s43247-026-03997-9

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