Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité

Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité - Définition et Explications

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Introduction

L'Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité, généralement désigné par son acronyme OMEGA, est un instrument scientifique embarqué à bord de la sonde spatiale européenne Mars Express (Express est un langage informatique servant à spécificier formellement des données. Il a fait l'objet d'une normalisation (ISO 10303-11).), lancée le 2 juin 2003 par un lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) Soyouz-FG/Fregat depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan, et toujours en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) depuis autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco, Megatriorchis,...) de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en...) Mars.

Finalité et conception

Initialement conçu dans les années 1980 pour la plateforme ARGUS de la mission Mars 96 (Mars 96 est le nom d'une mission spatiale russe à destination de Mars qui a échoué en 1996.) des forces spatiales de la fédération de Russie, dont le lancement par une fusée (Fusée peut faire référence à :) Proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) a échoué le 16 novembre 1996, il a été actualisé et adapté dans les années 1990 en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) du programme Mars (Le programme Mars était une série de missions spatiales de l'Union soviétique dont les sondes avaient pour objectif l'étude de la planète Mars. C'est Sergueï Korolev, père de la conquête...) Express de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée...).

Il s'agit d'un spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules par exemple en...) imageur pesant 28,6 kg et travaillant dans les domaines de la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil...) et infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.), de longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde...) comprises entre 0,35 et 5,2 µm (infrarouge), avec une résolution au sol allant de 300 m depuis 250 km d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui...) à 4,8 km depuis 4 000 km d'altitude. Sa maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond à différents...) d'œuvre est assurée par l'IAS d'Orsay, en collaboration avec le LESIA du campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut...) spatial Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...) Diderot, l'IKI RAN à Moscou (), et l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général...) de l'espace interplanétaire (IFSI) à Rome.

Résultats

L'intérêt de ce dispositif est de pouvoir établir à la fois des cartes de composition minéralogique de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) martienne et de répartition des constituants clés de son atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), tels que le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule brute est : CO2. C'est donc un...) CO2 et la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) H2O. Il a donc permis de mieux connaître le cycle du CO2 entre les calottes polaires et l'atmosphère au cours d'une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) martienne, et d'établir la présence de 15 % de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) d'eau dans la calotte polaire australe.

Phyllosilicates et roches magmatiques

L'un des enseignements majeurs d'OMEGA a été l'identification de phyllosilicates largement répandus dans les régions les plus anciennes de la planète, révélant l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) prolongée des roches ignées avec l'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.). Par ailleurs, OMEGA a confirmé l'abondance des roches ignées sur la surface de Mars, notamment des olivines et des pyroxènes, mais ces derniers ont un taux de calcium (Le calcium est un élément chimique, de symbole Ca et de numéro atomique 20.) plus bas dans les hautes terres cratérisées de l'hémisphère sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre qui s'étend entre l'équateur et le pôle Sud. En astronomie, ce terme...) que sur le reste de la planète, où on le rencontre avec de l'olivine ; ainsi, les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) les plus anciens de l'écorce (L'écorce est le revêtement extérieur du tronc, des branches et des racines des arbres, et plus généralement des plantes ligneuses.) martienne se seraient formés à partir d'un manteau appauvri en aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.) et en calcium.

Sulfates hydratés

OMEGA a également permis de détecter, en de nombreux endroits de la planète, des sulfates hydratés, tels que, par exemple, de la kiesérite MgSO4•H2O dans la région de Meridiani Planum (Meridiani Planum est une plaine de la planète Mars localisée par 00° 10’ N, 02° 30’ W. Son nom vient de sa position sur Mars. En effet le premier méridien passe par le...), voire, dans la région de Valles Marineris (Valles Marineris est un vaste système de canyons situé à proximité de l'équateur de la planète Mars entre le renflement de...), des sulfates encore davantage hydratés dont il n'a pas été possible d'identifier la nature minéralogique, ainsi que des dépôts de gypse (Le gypse est une espèce minérale composée de sulfate hydraté de calcium de formule CaSO4 · 2 H2O. Le mot gypse désigne aussi une roche sédimentaire évaporitique qui peut être accompagnée...) CaSO4•2H2O sur de la kiesérite au fond d'un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou une...) asséché, indiquant un changement de nature saline de ce plan d'eau au cours de son asséchement, passant du sulfate de magnésium (Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.) [ Mg2+ ][ SO42-]  au sulfate de calcium [ Ca2+ ][ SO42- ]. De vastes étendues de sulfate de calcium hydraté, vraisemblablement du gypse, ont également été détectées en bordure de la calotte polaire boréale. La présence de ces minéraux hydratés est une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) forte de la présence passée d'étendues d'eau liquide à la surface de Mars, une eau contenant notamment des sulfates de magnésium et de calcium dissous.

Chronostratigraphie minéralogique

On doit à cet instrument, et à l'équipe de Jean-Pierre Bibring qui analyse les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) recueillies par ce dispositif, l'élaboration d'une chronostratigraphie minéralogique de la planète Mars sensiblement différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans...) de l'échelle des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) géologiques martiens généralement acceptée. Cette approche novatrice repose sur un système stratigraphique en trois éons :

  • Phyllosien : « âge des argiles » antérieur à 4,2 Ga, terrains caractérisés par la présence de phyllosilicates, dont des argiles, vraisemblablement formés sous l'action d'eau liquide
  • Theiikien : « âge sulfurique » entre 4,2 et 3,8 Ga, géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole »,...) dominée par les minéraux soufrés résultant du volcanisme martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus...)
  • Sidérikien : « âge ferrique » après 3,8 Ga, époque de formation des oxydes de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la...) anhydres, omniprésents à la surface de la planète et responsables de sa couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.).

La datation précise de ces éons demeure largement incertaine, et l'analyse détaillée des résultats d'OMEGA suggère en fait une discontinuité ente le Phyllosien et le Theiikien, faisant coïncider le début de ce dernier avec l'Hespérien (Sur l'échelle des temps géologiques martiens, l'Hespérien désigne les époques comprises entre 3,7 et 3,2 milliards...) de la géologie martienne tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en maintenant une durée moindre pour le Phyllosien que pour le Noachien (Sur l'échelle des temps géologiques martiens, le Noachien désigne les époques datant de plus de 3,7 milliards d'années selon l'échelle de Hartmann...), ce qui conduit du même coup à réajuster la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) des époques géologiques martiennes :

Cette discontinuité, qui coïnciderait plus ou moins avec l'hypothétique « grand bombardement tardif » (LHB en anglais, daté plutôt entre 4,1 et 3,8 milliards d'années), matérialiserait en fait l'époque d'activité volcanique maximum, qui se prolongerait au Theiikien en disparaissant progressivement au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la...) et à mesure que la planète aurait perdu l'essentiel de son activité interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le...).

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