Preuve isotopique que l’atmosphère de l’ancienne Mars était plus semblable à la Terre

Une question fondamentale dans l’histoire du système solaire est de savoir si l’atmosphère martienne primitive aurait pu être suffisamment épaisse pour supporter de l’eau liquide et potentiellement la vie. Les principales contraintes sur l’évolution de l’atmosphère d’une planète proviennent des rapports des divers isotopes des gaz atmosphériques, qui enregistrent les origines atmosphériques du dégazage volcanique et des pertes atmosphériques vers l’espace. Résultats de la mission Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), mesurant la perte atmosphérique et tenant compte des historiques de fractionnement des gaz atmosphériques critiques tels que N₂suggèrent que le début de Mars aurait pu avoir un CO₂-atmosphère riche avec plusieurs bars de pression (la pression atmosphérique à la surface de la Terre est d’un bar), qui a ensuite été en grande partie perdue dans l’espace. Cependant, cette prédiction d’une atmosphère épaisse semblable à une serre ne correspond pas aux modèles de dégazage, contraints par la cartographie de l’histoire volcanique de Mars, qui suggère des pressions atmosphériques relativement basses.

Pour résoudre cet écart, Renyu Hu (NASA JPL / Caltech) et Trent Thomas (NASA JPL / Université de Washington) ont modélisé les isotopes de l’azote (c’est-à-dire le rapport d’abondance de ¹⁴N à ¹⁵N) dans l’atmosphère martienne. Les isotopes de l’azote sont une contrainte clé sur l’évolution atmosphérique d’une planète au fil du temps. Si l’on considère les modèles dépendant du temps, qui ne supposent pas de conditions d’équilibre entre la perte atmosphérique et les taux de dégazage de l’azote, l’atmosphère de l’ancienne Mars ressemblait plus à la nôtre qu’on ne le pensait auparavant. CO multi-barres₂-les atmosphères riches, suggérées par les modèles précédents, ne sont pas nécessaires pour correspondre aux prédictions d’évasion et de perte de la mission MAVEN. Ces résultats sont compatibles avec les taux de dégazage volcanique indiqués par les observations géologiques et les mesures de ³⁶Ar /³⁸Rapports Ar. Ces nouveaux résultats permettent plusieurs centaines de millibars de N₂, ce qui peut être suffisant pour permettre une surface sensiblement réchauffée au moment de la formation du réseau de vallées. Au fil du temps, N₂ peut avoir été préférentiellement perdu par rapport au CO₂, peut-être un processus courant sur les planètes dépourvues de champs magnétiques. LIRE LA SUITE