Aujourd’hui, Mars est une planète froide, sèche et balayée par des vents poussiéreux. Les températures y descendent régulièrement sous les -60 °C, dans des conditions où l’eau liquide ne peut subsister.
Pourtant, depuis plusieurs décennies, les observations accumulées par les sondes orbitales et les rovers racontent une autre histoire : des vallées sculptées par l’eau, d’anciens deltas, des lits de rivières asséchés ou encore des minéraux formés en présence d’eau témoignent d’un passé beaucoup plus humide. Il y a plus de 3 milliards d’années, Mars possédait probablement des lacs, des rivières et peut-être même un cycle de l’eau comparable, à petite échelle, à celui de la Terre primitive.
Sur Mars, des roches blanches mystérieuses découvertes par le rover Perseverance pourraient bien révéler un secret ancien : la Planète rouge aurait un jour connu des pluies torrentielles et un climat tropical ! Si leur origine reste un mystère, ces roches ouvrent une fenêtre sur un passé humide et peut‑être propice à la vie, que Perseverance continue d’explorer pas à pas…. Lire la suite
Reste une question essentielle : comment et quand la Planète rouge est-elle passée de cet environnement relativement clément au désert glacé que nous connaissons aujourd’hui ? Jusqu’à présent, les scientifiques disposaient surtout d’indices géologiques pour retracer cette transition climatique. Une nouvelle étude, publiée dans la revue Science, apporte désormais un nouveau marqueur minéralogique de ce basculement.
Des cristaux d’hématite comme archives du climat martien
Pour mener leurs travaux, les chercheurs se sont appuyés sur les données du rover Curiosity, qui explore depuis 2012 le cratère Gale. Cet immense bassin d’impact abrite une montagne de sédiments de plusieurs kilomètres d’épaisseur, servant de véritables archives de l’histoire environnementale martienne.
Depuis 2012, le rover Curiosity explore le cratère Gale à la surface de Mars. © Nasa, JPL
Les auteurs se sont intéressés à l’hématite, un oxyde de fer déjà détecté à plusieurs reprises sur Mars. Sur Terre, ce minéral peut se former dans différents contextes impliquant de l’eau. Mais sa structure microscopique varie selon les conditions de température, d’humidité ou encore la durée de circulation des fluides. Grâce à l’instrument CheMin embarqué à bord de Curiosity, capable d’analyser la diffraction des rayons X de poudres rocheuses, l’équipe a étudié la taille des cristaux d’hématite présents dans différentes couches géologiques du cratère Gale.
Selon leurs résultats, les couches regroupées dans la formation Murray (la formation sédimentaire la plus profonde, et donc la plus ancienne), contiennent des cristaux relativement gros, atteignant jusqu’à 65 nanomètres. À l’inverse, les couches plus récentes renferment uniquement de très petits cristaux, inférieurs à 10 nanomètres.
Pour comprendre l’origine de ces différences, les chercheurs ont comparé les données martiennes à des expériences réalisées en laboratoire. Ils ont notamment reproduit différentes conditions chimiques et thermiques susceptibles de former de l’hématite. Leurs résultats suggèrent ainsi que les petits cristaux se forment dans des environnements froids et pauvres en eau, tandis que les plus gros nécessitent une circulation prolongée d’eaux souterraines relativement chaudes.
Et si Mars avait gardé les « ingrédients » de la vie sous sa surface ? En analysant des roches très anciennes du cratère Gale, le rover Curiosity a mis au jour une étonnante diversité de molécules organiques, certaines piégées depuis plus de 3 milliards d’années. Des découvertes qui, si elles ne prouvent pas l’existence d’une vie passée, montrent que la Planète rouge pourrait avoir possédé les éléments nécessaires au développement du vivant…. Lire la suite
Selon les auteurs, ces cristaux auraient grossi progressivement grâce à un phénomène appelé « mûrissement d’Ostwald », où les petits cristaux se dissolvent peu à peu au profit des plus gros. Un processus lent, qui implique la présence durable d’eau liquide.
Une eau souterraine présente pendant des millions d’années
Les auteurs suggèrent ainsi que certaines régions du cratère Gale auraient conservé des nappes d’eau souterraine chaudes pendant plusieurs millions d’années après la formation des sédiments. Les chercheurs estiment même que cette circulation d’eau aurait pu persister jusqu’à 4,7 millions d’années dans les couches les plus profondes.
À mesure que le climat martien se refroidissait et s’asséchait, cette activité aqueuse aurait progressivement diminué ; les couches géologiques plus récentes montrent alors des cristaux beaucoup plus petits, associés à un autre minéral appelé goethite, signe de conditions plus froides et plus sèches.
Modèle conceptuel proposé par les auteurs de l’étude pour la formation et l’évolution de l’hématite dans le cratère Gale. (A) Colonne stratigraphique montrant les limites entre les formations Murray, Carolyn Shoemaker et Mirador (lignes noires). (B) À gauche, formation de ferrihydrite à partir de fer dissous Fe(III), puis dépôt du minéral. La flèche verticale indique une transition entre des conditions de surface humides (en bleu) et sèches (gris foncé), montrant le passage d’environnements lacustres dans les formations Murray et Carolyn Shoemaker à des environnements dominés par les eaux souterraines dans la formation Mirador. Au centre, une diagenèse précoce a produit de petits cristaux d’hématite et de la goethite à partir de la ferrihydrite. À droite, une diagenèse tardive. La flèche verticale montre une diminution des températures de diagenèse, depuis des conditions plus chaudes (rouge) favorisant la transformation de la goethite en hématite ainsi que la croissance des cristaux d’hématite dans la formation Murray, jusqu’à des conditions plus froides (gris) qui inhibe toute transformation supplémentaire. La flèche horizontale (en haut) indique le refroidissement progressif des températures de surface, passant de températures positives aux conditions actuelles. Les lignes horizontales en pointillés correspondent aux limites entre les formations géologiques. Les flèches rouges indiquent des conditions chaudes. Les formes représentent l’hématite, la ferrihydrite, la goethite et les eaux souterraines. © Szczerba et al., 2026
Ces travaux apportent donc une nouvelle preuve que Mars a connu une transition climatique progressive plutôt qu’un changement brutal. Surtout, ils fournissent un outil inédit pour reconstituer cette évolution : la taille des cristaux d’hématite devient en quelque sorte une archive du climat ancien de la planète.
Cette découverte renforce également l’idée que certaines régions martiennes ont pu rester habitables relativement longtemps. La présence durable d’eau liquide, même souterraine, constitue en effet l’un des critères essentiels pour envisager un environnement favorable à la vie microbienne.
Plus de trois milliards d’années après la disparition de ses lacs et de ses rivières, Mars continue ainsi de révéler, couche après couche, les traces d’un passé peut-être bien plus accueillant qu’on ne l’imaginait autrefois.