Magnétisme de la croûte Martienne

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La serpentinisation, clé du magnétisme crustal

Le mystère du magnétisme crustal de Mars s’éclaircit grâce à l’étude des processus géochimiques anciens. Une hypothèse récente met en avant la serpentinisation – réaction entre de l’eau liquide et des roches riches en olivine (comme les dunites) et/ou en pyroxène – comme source majeure de magnétite, minéral responsable des anomalies magnétiques observées. Active il y a plus de 3,7 milliards d’années sous un champ magnétique global aujourd’hui disparu, cette réaction aurait imprimé une signature durable dans la croûte martienne.

Des modèles géophysiques estiment l’abondance de magnétite dérivée de la serpentinisation nécessaire pour produire le magnétisme observé aux anomalies magnétiques les plus fortes de la planète ainsi qu’à l’emplacement d’InSight. Les modèles thermodynamiques révèlent que l’altération de la dunite pourrait expliquer les anomalies les plus intenses si la croûte magnétisée atteint plus de 10 km d’épaisseur, tandis que les shergottites (basaltes martiens, moins riches en olivine que la dunite) nécessiteraient des systèmes hydrothermaux complexes, alimentés par d’anciens aquifères étendus. Ces systèmes, notamment associés à la présence d’hydrogène produit lors de la serpentinisation, ont en outre la capacité de créer des environnements habitables. Les données de la mission InSight ont permis de détecter une aimantation rémanente dans des roches vieilles de près de 4 milliards d’années, confirmant que ces processus ont persisté pendant le Noachien, période clé pour l’histoire hydrologique de Mars. Ces résultats soulignent comment l’interaction eau-roche a pu façonner cette période de la planète. L’étude illustre ainsi la puissance des données géophysiques in situ pour déchiffrer l’évolution précoce de Mars.

Légende de la figure 1 : Histogramme des aimantations rémanentes de saturation des météorites martiennes. La zone hachurée représente les valeurs minimales qui seraient nécessaires pour expliquer le champ magnétique observé sur le site d’atterrissage d’InSight si une ou plusieurs des trois couches de la croûte obtenaient une aimantation rémanente chimique dans un champ de 50 µT. Les quatre lignes verticales en pointillés correspondent aux épaisseurs minimales de croûte magnétisée pour rendre compte de la plus forte anomalie magnétique orbitale dans les mêmes conditions d’acquisition de l’aimantation. Les couleurs différencient les différentes classes de météorites (crédits : Bultel et al, 2025, Figure 8).
Légende de la figure 2 : L’atterrisseur martien InSight de la NASA a acquis cette image de la zone située devant l’atterrisseur à l’aide de la caméra de contexte de l’instrument (ICC) montée sur l’atterrisseur. Cette image a été acquise le 11 décembre 2022, Sol 1436 de la mission InSight, où l’heure solaire moyenne locale pour les expositions d’images était 17:21:39.558 PM. (crédits : NASA/JPL-Caltech).

Résumé en 250 caractères : La serpentinisation : clé du magnétisme crustal martien via formation de magnétite. Les données InSight confirment l’existence de ce processus au Noachien, une période cruciale pour l’histoire de Mars.

Référence de l’article : Bultel, B, Wieczorek, M., Mittelholz, A., Johnson, C. L., Gattacceca, J., Fortier, V., & Langlais, B. (2025). Aqueous alteration as an origin of Martian magnetization. Journal of Geophysical Research: Planets, 129, e2023JE008111. https://doi.org/10.1029/2023JE008111

Contact : Benjamin Bultel, benjamin.bultel@universite-paris-saclay.fr, GEOPS, Université Paris Saclay.