Une météorite martienne trouvée au Sahara s’est formée il y a au moins 4,1 milliards d’années

Une pierre couleur de rose ramassée par des prospecteurs dans le Sahara s’avère être un fragment de Mars formé il y a plus de quatre milliards d’années, à une époque où la planète était encore suffisamment jeune pour que l’eau circule à travers ses roches. La météorite, baptisée Teghaza 001, est un bloc unique et intact de croûte martienne ancienne, dont la chimie ne correspond à aucune roche de Mars étudiée jusqu’ici par les scientifiques.

Elle constitue donc presque l’équivalent d’une excursion sur le terrain. Chaque rover martien n’a exploré qu’une poignée de sites d’atterrissage, et presque toutes les météorites martiennes présentes sur Terre proviennent de roches volcaniques jeunes. Teghaza 001 semble au contraire venir des hauts plateaux méridionaux cratérisés, le terrain le plus ancien de la planète, une région qu’aucun atterrisseur n’a jamais touchée.

« C’est véritablement notre premier morceau de croûte martienne provenant d’une partie de Mars dont nous n’avions jamais eu d’échantillon auparavant », a déclaré Lee Saper, deuxième auteur de l’étude, qui a mené ces travaux comme chercheur postdoctoral au Jet Propulsion Laboratory de la NASA et est aujourd’hui scientifique au NASA Ames Research Center. L’autrice principale, Yang Liu, du JPL, indique que l’un des évaluateurs de l’article a qualifié cette roche de « pierre de Rosette pour Mars ».

Les résultats, publiés dans Science par une équipe du JPL, de Caltech, de l’UCLA, de l’University of New Mexico et de l’University of Maine, décrivent Teghaza 001 comme une roche ignée à refroidissement lent, une diorite gabbroïque, qui a cristallisé à partir de magma en profondeur dans la croûte. Son mélange de minéraux, sa texture et sa chimie la distinguent toutes des quelque 435 météorites martiennes connues.

Comment un grain de zircon a permis de dater un fragment de Mars

Au premier abord, la roche ne semblait pas exceptionnelle. Des chercheurs de l’Institute of Meteoritics de l’University of New Mexico ont confirmé son origine martienne grâce à ses isotopes d’oxygène, la signature chimique qui distingue les matériaux issus de différents corps planétaires. Elle ressemblait à une shergottite, la catégorie la plus fréquente de météorites martiennes. Carl Agee, directeur de l’institut, a remarqué que ses valeurs d’oxygène rappelaient celles de NWA 7034, la célèbre météorite martienne surnommée Black Beauty, et que certaines zones étaient riches en oxyde de manganèse.

Liu a failli écarter l’échantillon. Mais en l’examinant, elle a découvert des textures inhabituelles ainsi qu’un élément qui a changé le projet : du zircon, un minéral résistant qui emprisonne l’uranium et le plomb lors de sa cristallisation. Comme l’uranium se désintègre en plomb à une vitesse connue, le zircon fonctionne comme une horloge naturelle. Les mesures de zircon réalisées par l’équipe ont donné un âge d’environ 4,11 milliards d’années, avec une incertitude de seulement quelque 13 millions d’années.

Une deuxième horloge indépendante est venue de Caltech. Le laboratoire de François Tissot, travaillant avec Alicia Cruz-Uribe de l’University of Maine, a utilisé un faisceau laser d’environ un sixième de la largeur d’un cheveu humain afin de creuser de minuscules cavités dans des grains de feldspath et de mesurer le rubidium et le strontium directement dans un spectromètre de masse. Chaque impact laser dure moins d’une minute, et l’analyse n’a utilisé qu’un fragment plus petit qu’un ongle, préservant ainsi le reste de cette roche rare pour de futurs travaux. Cette méthode a donné environ 4,24 milliards d’années, avec une marge d’erreur plus large d’environ 200 millions d’années, qui recouvre le résultat obtenu avec le zircon.

« Je crois que nous avons vraiment sauté de joie ; c’était une véritable fête dans le laboratoire », a raconté Cruz-Uribe à propos du moment où les premiers résultats sont arrivés.

Seules deux autres roches martiennes s’en approchent

La plupart des météorites martiennes sont géologiquement jeunes, généralement âgées de quelques centaines de millions d’années, ce qui signifie qu’elles décrivent une planète déjà froide et sèche. Seules deux autres ont plus de quatre milliards d’années. ALH84001, découverte en Antarctique dans les années 1980, a à peu près le même âge mais est composée presque entièrement d’un seul minéral, ce qui limite ce qu’elle peut révéler. Black Beauty contient des fragments d’âge comparable, mais ceux-ci sont mélangés dans une brèche, une roche constituée de morceaux brisés et remaniée par la chaleur et les impacts pendant plus d’un milliard d’années.

« Teghaza 001 ne présente qu’un seul type de roche non altéré, et elle a 4,1 milliards d’années ou davantage, ce qui a été une grande surprise », a déclaré Agee dans un communiqué de l’University of New Mexico.

Pour donner un ordre de grandeur, Mars elle-même a environ 4,5 milliards d’années ; cette roche remonte donc à ses premiers quelques centaines de millions d’années. Liu souligne que cette pierre est plus ancienne que les plus vieilles roches intactes de la Terre, où la tectonique des plaques a enfoui et recyclé presque toute la croûte originelle de la planète. Mars a perdu depuis longtemps ce type de brassage géologique, ce qui explique que son histoire primitive subsiste dans des fragments comme celui-ci.

Pour déterminer d’où pouvait provenir la roche, l’équipe a comparé sa minéralogie et sa chimie aux données orbitales de Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Elle a identifié 13 sites présentant une signature correspondante, dont la plupart se trouvent dans les anciens hauts plateaux méridionaux.

De l’eau, et une atmosphère qui s’échappait déjà

La roche conserve également la trace d’un contact avec l’eau. Certains de ses minéraux ont été altérés, et ses isotopes d’oxygène montrent qu’elle a réagi avec des fluides enrichis en oxygène lourd avant qu’un impact ne l’éjecte de la planète. Un article complémentaire de Saper, Liu et leurs collègues, paru dans Science Advances, a mesuré l’eau et les isotopes de l’hydrogène dans ses minéraux phosphatés. L’hydrogène lourd, le deutérium, s’accumule lorsqu’une planète perd de l’hydrogène léger dans l’espace. L’équipe a constaté que le réservoir d’eau martien de cette époque présentait déjà au moins environ deux fois le rapport deutérium-hydrogène de l’eau de mer terrestre.

En termes simples, Mars perdait déjà son atmosphère et son eau dans l’espace il y a plus de quatre milliards d’années. « Elle enregistre les interactions entre l’eau et la roche, et peut-être même une empreinte de l’atmosphère martienne alors qu’elle perdait de l’eau », a déclaré Saper.

La roche aide aussi à éclairer une question plus profonde. Sa chimie indique une source mantellique différente de celle qui a alimenté les shergottites courantes, ce qui suggère que l’intérieur de Mars était plus diversifié que ne le laissait entendre sa collection de météorites.

Ce que la roche ne peut pas encore nous apprendre

Personne ne sait précisément d’où vient Teghaza 001. Les 13 sites candidats correspondent par leur signature minérale, mais ne constituent pas un cratère d’éjection confirmé, et une météorite ne porte pas d’adresse. « Mars est une planète complexe, et cette météorite est vraiment fascinante, mais nous ne savons pas exactement d’où elle vient ; c’est donc un nouvel exemple qui montre pourquoi nous devons rapporter des échantillons », a déclaré Anya Udry, planétologue à l’University of Nevada, Las Vegas, qui n’a pas participé à l’étude.

L’âge indiqué est un minimum. Les horloges uranium-plomb, plomb-plomb et rubidium-strontium concordent, mais l’équipe estime qu’elles ont toutes pu être réinitialisées par un épisode de chauffage il y a environ 4,1 milliards d’années. Dans ce cas, la roche a initialement cristallisé encore plus tôt.

La Terre a également laissé son empreinte. La météorite est restée dans le Sahara avant d’être découverte, et la NASA note qu’une partie des carbonates, sulfates et argiles à grains fins qu’elle contient s’est formée sur Terre. Distinguer l’altération due au climat désertique de l’altération martienne ancienne fait partie de l’analyse, et les zones riches en manganèse repérées par Agee constituent un indice sur des environnements passés, non une preuve de vie. Il ne s’agit par ailleurs que d’une seule roche. Un échantillon unique peut ouvrir une fenêtre, mais il ne peut pas cartographier une planète.

Questions fréquentes sur Teghaza 001

Quel âge a la météorite Teghaza 001 ?

Les cristaux de zircon qu’elle contient donnent un âge d’environ 4,11 milliards d’années, et une mesure distincte du rubidium-strontium concorde dans ses marges d’erreur. Comme un épisode de chauffage ultérieur a pu réinitialiser ces horloges, la roche s’est formée il y a au moins 4,1 milliards d’années, et peut-être plus tôt encore.

Comment les scientifiques savent-ils qu’une météorite vient de Mars ?

Ils mesurent ses isotopes d’oxygène, qui diffèrent d’un corps planétaire à l’autre, et comparent ses minéraux et sa chimie aux données des missions martiennes. Les gaz piégés dans certaines météorites martiennes correspondent même à l’atmosphère mesurée par les atterrisseurs Viking de la NASA.

Teghaza 001 est-elle la plus ancienne météorite martienne ?

Elle fait partie des trois seules météorites martiennes âgées de plus de quatre milliards d’années, avec ALH84001 et Black Beauty. ALH84001 a un âge proche mais se compose presque d’un seul minéral, tandis que Black Beauty est un mélange de fragments ; Teghaza 001 est donc l’échantillon intact le plus clair de croûte ancienne découvert à ce jour.

Teghaza 001 montre-t-elle qu’il y avait de la vie sur Mars ?

Non. Elle montre que l’eau a altéré des roches de la croûte ancienne et que Mars perdait déjà de l’hydrogène dans l’espace. Ce sont des conditions que les scientifiques étudient lorsqu’ils cherchent à savoir si la vie était possible, mais la roche ne contient aucune preuve de vie.

La suite

La météorite a été découverte en 2022 et nommée d’après la plaine salée de Teghaza, au Mali. Son plus grand fragment, de 442 grammes, appartient au Maine Mineral & Gem Museum de Bethel, qui a prêté un autre fragment afin que les travaux puissent se poursuivre à Caltech et à l’University of Maine. L’étude de datation est parue dans Science le 29 octobre 2026, après l’étude sur l’eau publiée dans Science Advances en juin. Liu affirme que son équipe n’a « fait qu’effleurer la surface », et les 13 sites candidats fournissent aux futurs orbiteurs et atterrisseurs une liste restreinte d’endroits où le reste de cette croûte ancienne pourrait encore attendre.

Référence : Liu et al., « A Martian meteorite that formed ≳4.1 billion years ago samples Mars’ early crust and mantle, » Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adz5646

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