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Compositions of coarse and fine particles in martian soils at gale: A window into the production of soils

Authors :
Cousin, A.
Meslin, P.Y.
Wiens, R.C.
Rapin, W.
Mangold, N.
Fabre, C.
Gasnault, O.
Forni, O.
Tokar, R.
Ollila, A.
Schröder, S.
Lasue, J.
Maurice, S.
Sautter, V.
Newsom, H.
Vaniman, D.
Le Mouélic, S.
Dyar, D.
Berger, G.
Blaney, D.
Nachon, M.
Dromart, G.
Lanza, N.
Clark, B.
Clegg, S.
Goetz, W.
Berger, J.
Barraclough, B.
Delapp, D. and the MSL Science Team
DLR Collaborator (MSL-Science Team), Reitz G.
Los Alamos National Laboratory (LANL)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG)
Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
GeoRessources
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Planetary Science Institute [Tucson] (PSI)
The University of New Mexico [Albuquerque]
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Mount Holyoke College
Jet Propulsion Laboratory (JPL)
NASA-California Institute of Technology (CALTECH)
Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Space Science Institute [Boulder] (SSI)
Max Planck Institute for Solar System Research (MPS)
Max-Planck-Gesellschaft
Department of Earth Sciences [London, ON]
University of Western Ontario (UWO)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS)
Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques
Faculté des Sciences et Technologies [Université de Lorraine] (FST )
Université de Lorraine (UL)
Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM)
California Institute of Technology (CALTECH)-NASA
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS)
Centre de géochimie de la surface (CGS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Icarus, Icarus, Elsevier, 2015, 249, pp.22-42. ⟨10.1016/j.icarus.2014.04.052⟩, Icarus, 2015, 249, pp.22-42. ⟨10.1016/j.icarus.2014.04.052⟩
Publication Year :
2015

Abstract

International audience; The ChemCam instrument onboard the Curiosity rover provides for the first time an opportunity to study martian soils at a sub-millimeter resolution. In this work, we analyzed 24 soil targets probed by ChemCam during the first 250 sols on Mars. Using the depth profile capability of the ChemCam LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) technique, we found that 45% of the soils contained coarse grains (>500 lm). Three distinct clusters have been detected: Cluster 1 shows a low SiO2 content; Cluster 2 corresponds to coarse grains with a felsic composition, whereas Cluster 3 presents a typical basaltic composition. Coarse grains from Cluster 2 have been mostly observed exposed in the vicinity of the landing site, whereas coarse grains from Clusters 1 and 3 have been detected mostly buried, and were found all along the rover traverse. The possible origin of these coarse grains was investigated. Felsic (Cluster 2) coarse grains have the same origin as the felsic rocks encountered near the landing site, whereas the origin of the coarse grains from Clusters 1 and 3 seems to be more global. Fine-grained soils (particle size < laser beam diameter which is between 300 and 500 lm) show a homogeneous composition all along the traverse, different from the composition of the rocks encountered at Gale. Although they contain a certain amount of hydrated amorphous component depleted in SiO2, possibly present as a surface coating, their overall chemical homogeneity and their close-to-basaltic composition suggest limited, or isochemical alteration, and a limited interaction with liquid water. Fine particles and coarse grains from Cluster 1 have a similar composition, and the former could derive from weathering of the latter. Overall martian soils have a bulk composition between that of fine particles and coarse grains. This work shows that the ChemCam instrument provides a means to study the variability of soil composition at a scale not achievable by bulk chemical analyses.

Details

ISSN :
00191035 and 10902643
Database :
OpenAIRE
Journal :
Icarus, Icarus, Elsevier, 2015, 249, pp.22-42. ⟨10.1016/j.icarus.2014.04.052⟩, Icarus, 2015, 249, pp.22-42. ⟨10.1016/j.icarus.2014.04.052⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ccb3fd9977f067ad8cce4a70c23f06d0