Éléments volatils et Mars
Une grande partie des projets de recherche de l’axe transversal Mars sont en rapport avec la spéciation et le cycle des éléments volatils. Ils concernent principalement l’eau et le carbone dans la croûte martienne et l’étude, par les observations de surface, des interactions eau-roche dans des conditions allant de l’altération de surface à l’activité hydrothermale, ainsi que l’étude expérimentale des hydrates de gaz et des clathrates. Les clathrates sont des composés non stœchiométriques consistant en un réseau cristallin de molécules d’eau liées par des liaisons hydrogènes (« hosts ») formant des cages dans lesquelles peuvent loger des molécules de gaz (« guests »). Les clathrates pourraient être les principaux porteurs de méthane dans la nébuleuse protosolaire, à partir de laquelle se sont formés les corps solides du système solaire, et seraient abondamment présents dans la croûte martienne. Les panaches épisodiques de méthane observés à la surface de Mars sont interprétés comme étant dus à la déstabilisation de clathrates de méthane en profondeur. Un projet clef concerne l’étude de la déstabilisation des clathrates avec la pression et la température (PHYSIX). La libération de gaz sous des conditions P,T pertinentes pour Mars seront directement évaluées au laboratoire et en utilisant les très grands instruments (expériences au synchrotron et diffusion des neutrons).
La distriubution et les spéciations des éléments volatils, H et halogènes, sur Mars sera par ailleurs étudiée via les météorites (ROCKS, MP3). En particulier, la perte d’eau à la surface de Mars, due à l’irradiation UV peut être étudiée en utilisant les isotopes de l’hydrogène dans divers minéraux des météorites martiennes. La haute résolution spatiale de la NanoSIMS offre la possibilité de contraindre l’évolution de l’hydration de la surface de Mars au cours de son histoire.
Enfin, la diversité des études relatives aux espèces et processus impliquant des éléments volatils dans le laboratoire (éléments volatils en traces, phases carbonées et azotées étudiées à différentes P et T, interactions fluides-roches sur Terre et dans les astéroïdes) procurent un environnement particulièrement favorable au développement d’études des éléments volatils sur Mars.