La tomographie neutronique et à rayons X révèle des zones riches en hydrogène dans la météorite martienne « Black Beauty »

Une équipe internationale composée de chercheurs danois, suédois et suisses a récemment réalisé une analyse tridimensionnelle non destructive d'une tranche de la météorite martienne NWA 7034 « Black Beauty » à l'aide de la tomographie neutronique et de la tomographie à rayons X, et a découvert des zones macroscopiques riches en hydrogène à l'intérieur de celle-ci. Les chercheurs estiment que ces caractéristiques riches en hydrogène fournissent des preuves d'interactions eau-roche précoces sur Mars. Les résultats ont été publiés dans la revue *Geophysical Research Letters*.

« Black Beauty » est une météorite bréchique provenant de Mars, éjectée dans l'espace lors d'un impact, avant de retomber dans le désert du Sahara au Maroc. Pesant environ 320 grammes, cette météorite contient des matériaux dont l'âge peut atteindre 4,48 milliards d'années, ce qui en fait l'un des plus anciens fragments connus de la croûte martienne. Des études antérieures avaient déjà montré que cette météorite est riche en eau ou en traces liées à l'eau, mais ces recherches se limitaient souvent à des estimations globales de la teneur en eau ou à des observations minéralogiques locales à l'échelle micrométrique, sans pouvoir révéler la distribution spatiale des minéraux hydratés à l'intérieur de l'échantillon.

Dans cette étude, une tranche de « Black Beauty » mesurant 12 × 8 × 2 millimètres a été envoyée en Suisse pour analyse. Les chercheurs ont réalisé une tomographie neutronique sur la source de neutrons par spallation SINQ en Suisse, combinée à une tomographie à rayons X pour reconstruire la structure interne de l'échantillon. Les rayons X sont plus adaptés pour visualiser la distribution d'éléments plus lourds comme le silicium et le fer, tandis que les neutrons sont particulièrement sensibles à l'hydrogène. Les deux techniques étant complémentaires, l'équipe de recherche a pu non seulement observer la structure rocheuse dense à l'intérieur de la météorite, mais aussi identifier l'emplacement des matériaux contenant de l'hydrogène.

Les résultats montrent que les traces d'hydratation dans la météorite ne sont pas réparties uniformément, mais se présentent sous forme de « points chauds » à forte concentration, visibles à l'œil nu, principalement situés dans les fragments rocheux les plus anciens. Ces zones riches en hydrogène représentent environ 11 % de la teneur totale en eau de l'échantillon analysé. Les chercheurs estiment que cela indique la présence d'eau sur Mars à une époque précoce, qui aurait pu réagir avec la jeune croûte lors de processus géologiques à haute énergie tels que l'activité volcanique ou des événements d'impact, avant d'être préservée sous forme de minéraux hydratés.

L'équipe de recherche indique que ce travail constitue la première cartographie tridimensionnelle non destructive de l'hydrogène dans une roche martienne. Bien que la taille de l'échantillon soit relativement petite, des méthodes similaires pourraient être appliquées à l'analyse d'échantillons plus grands à l'avenir, et pourraient s'avérer utiles lorsque des échantillons de roches martiennes ou d'autres corps célestes seront ramenés sur Terre. Les installations de recherche suisses offrent des capacités de tomographie neutronique et de tomographie à rayons X à haute résolution, fournissant un soutien technique pour ce type d'études d'échantillons planétaires.