Genèse de silice supergène sur Terre et implications sur Mars

Silica (SiO2), significant constituent of telluric planet, can be found under various forms. Genesis of amorphous and cryptocrystalline polymorphs (opal-A, opal-CT, chalcedony) is not well understood on Earth. In 2008, several areas on Mars surface exhibit spectroscopic feature of hydrated amorphous silica (“opaline silica”). To understand the geological significance of this silica, two approaches have been used. The first one is the study of a terrestrial case: the opal deposit of Wegel Tena, in Ethiopia. The geology shows that these opals are pedogenetic: illuvial clays, pedogenic texture, geochemical analysis, plant fossils. Stratiform organization associated with clays, is common with silica observed on Mars. The second approach is based on the accurate understanding of the infrared signature of silica from well-constrained origin. Criteria based on the infrared signature of hydration in silica (bands about 4500, 5200 et 7000 cm-1) were created. They enable to discriminate structure (opal-A, opal-CT, chalcedony) and genesis processes (hydrothermal or weathering process) of silica. This work establishes a new classification based on genesis processes to identify differences implied by them. Extracting all information from the infrared signature of martian silica is also discussed. In conclusion, amorphous hydrated silica records the geological conditions of their formation. Instruments on board of the future martian rovers could bring some clues to understand the geology of these silica.La silice (SiO2), composant important des planètes telluriques, se trouve sous diverses formes. La genèse de ses polymorphes amorphes et mal cristallisés (opale-A, opale-CT, calcédoine) est encore mal comprise sur Terre. En 2008, des régions de Mars montrent des signatures spectroscopiques de silice amorphe hydratée (« opaline silica »). Pour comprendre la signification géologique de cette silice, deux approches ont été utilisées. La première est l’étude d’un cas terrestre : le gisement d’opale de Wegel Tena (Éthiopie). La géologie montre que ces opales sont issues de la pédogenèse : argiles illuviales, textures pédogéniques, analyses géochimiques, fossiles végétaux. L’organisation stratiforme et la présence d’argile sont communes aux détections martiennes. La seconde approche consiste à décrypter la signature infrarouge de silices d'origine géologique terrestre connue. Des critères basés sur la signature infrarouge de l’hydratation des silices (bandes vers 4500, 5200 et 7000 cm-1) permettant de déduire la structure (opale-CT, opale-A ou calcédoine) et le mode de genèse de la silice (hydrothermalisme ou altération continentale) ont été créés. Il est démontré que la silice amorphe hydratée enregistre les conditions géologiques de sa formation. Ce travail propose une nouvelle classification basée sur les processus de genèse, afin d’identifier les différences induites par ceux-ci. Il est également discuté d’extraire de la signature infrarouge de la silice martienne toutes les informations possibles (structure, mode de formation). Les instruments qui seront embarqués sur les futurs rovers martiens pourraient amener à une meilleure compréhension de la géologie de cette silice