Pourquoi un ancien chenal d'inondation sur Mars recèle les indices d'une vie extraterrestre

Le long de la zone de transition accidentée qui sépare les hautes terres cratérisées du sud martien des plaines lisses du nord s’étend l’une des cicatrices les plus énigmatiques du système solaire. Mawrth Vallis, nommée d’après le mot gallois désignant Mars, est un ancien chenal d’écoulement s’étirant sur environ 636 kilomètres à travers le quadrangle d’Oxia Palus. Loin des vallées fluviales terrestres sculptées par des précipitations lentes et régulières, Mawrth Vallis a été creusée il y a plus de 3,7 milliards d’années par des torrents cataclysmiques qui ont éventré la croûte martienne avec une violence inouïe. Aujourd’hui, les parois de ses gorges et ses plateaux exposent une bibliothèque stratigraphique à ciel ouvert que les géologues planétaires considèrent comme la fenêtre privilégiée sur le passé aquatique de la planète rouge.

L’échelle du canyon défie toute comparaison terrestre. Plongeant jusqu’à deux kilomètres sous le niveau de référence martien, la vallée entaille des terrains noachiens très anciens, remontant à une époque où Mars bénéficiait d’un cycle hydrologique actif, d’une atmosphère dense et probablement d’un vaste océan boréal. Des spectromètres en orbite, notamment l’instrument CRISM à bord du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA et OMEGA sur la sonde Mars Express de l’Agence spatiale européenne, ont braqué les projecteurs sur cette faille au milieu des années 2000. Au lieu du basalte volcanique habituel, les capteurs ont révélé une abondance spectaculaire de phyllosilicates, ou minéraux argileux, tapissant des centaines de kilomètres carrés.

Ces strates argileuses forment une chronologie verticale des mutations géochimiques de la planète. À la base de la séquence géologique se trouve une épaisse couche sombre enrichie en smectites ferromagnésiennes, dominée par la nontronite. Ces minéraux se forment généralement dans des eaux au pH neutre à alcalin, où l’eau liquide interagit sur de longues durées avec la roche basaltique au sein d’environnements hydrothermaux ou de nappes calmes. Au-dessus de cette assise repose une couche intermédiaire d’argiles riches en aluminium, comprenant de la montmorillonite et de la kaolinite, couronnée de silice hydratée.

Cette stratigraphie distincte témoigne d’une mutation radicale du climat martien. Le passage des smectites de fer et de magnésium aux kaolinites d’aluminium met en évidence un lessivage prononcé par des eaux de surface plus acides lors de la transition entre l’ère noachienne et l’ère hespérienne. Au sommet de cet empilement sédimentaire, une chape sombre et résistante de roche volcanique est venue sceller l’ensemble, protégeant ces fragiles feuillets argileux de l’érosion éolienne et des radiations solaires durant des éons.

Pour les astrobiologistes, les phyllosilicates surpassent toutes les autres roches martiennes par leur capacité exceptionnelle à préserver la matière organique et les microfossiles. Sur Terre, les minéraux argileux à grains fins capturent les biomolécules entre leurs feuillets microscopiques, les abritant de l’oxydation et de la dégradation pendant des milliards d’années. Comme Mawrth Vallis met à nu des centaines de mètres de couches d’argile préservées sans subir le métamorphisme destructeur des planètes tectoniquement actives, elle s’est imposée parmi les sites d’atterrissage prioritaires pour l’exploration robotique.

Durant la phase de sélection du rover Curiosity de la NASA, Mawrth Vallis a figuré dans le carré final avant de s’incliner face au cratère Gale en raison des risques liés au relief et aux retours radar. Quelques années plus tard, la vallée a de nouveau été présélectionnée pour le rover Rosalind Franklin du programme ExoMars, cédant finalement la priorité à Oxia Planum tout proche. Même si les roues d’un rover ne l’ont pas encore foulée, Mawrth Vallis demeure un objectif incontournable pour les futures missions de retour d’échantillons et l’exploration humaine. L’épaisseur remarquable de ses strates hydratées garantit que ce chenal figé restera au premier plan pour déterminer si la vie s’est un jour développée au-delà de la Terre.