Marsquake : une douzaine de tremblements de terre martiens donnent des indices aux scientifiques sur l’intérieur de la planète rouge
Des chercheurs se sont intéressés à la composition de Mars en utilisant des relevés sismiques pour comprendre ce qui pourrait se trouver sous sa surface.
Les tremblements de terre martiens ont été au cœur des observations réalisées par l’atterrisseur InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) de la NASA, qui ont été publiées la semaine dernière dans trois études (lien plus bas).
Le premier selfie de l’atterrisseur Insight sur Mars. (NASA)
Toutes ces études se sont efforcées d’examiner la composition de Mars. Ces recherches représentent les premières tentatives de cartographie de l’intérieur d’une planète qui ne soit pas la Terre et la mesure des ondes sismiques fut cruciale pour cette recherche.
En étudiant les différentes couches d’une planète, il est possible de comprendre comment elle s’est formée et a évolué pendant des milliards d’années. Cela peut également aider à découvrir les activités géomagnétiques et tectoniques de la planète.
La meilleure façon d’accéder aux parties intérieures les plus profondes d’une planète est de mesurer les ondes qui la traversent à la suite d’événements sismiques. Ces méthodes ont été essentielles pour surveiller les caractéristiques internes ici sur Terre.
En 2019, InSight a commencé à détecter et à enregistrer des tremblements de terre depuis sa position à la surface de Mars, y compris plusieurs tremblements de terre sous-crustaux qui ressemblaient à des événements tectoniques sur Terre.
Représentation de l’instrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), qui fait partie de l’atterrisseur Mars InSight de la NASA. SEIS est un sismomètre très sensible utilisé pour détecter pour la première fois les tremblements de terre à la surface de la planète rouge. (NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP)
Brigitte Knapmeyer-Endrun de l’Université de Cologne en Allemagne et ses collègues ont utilisé les “marsquakes” (les tremblements de terre martiens) et le bruit sismique ambiant pour imager la structure de la croûte martienne sous le site d’atterrissage d’InSight.
Leurs travaux ont mis en évidence la présence de couches multiples, qu’ils ont ensuite extrapolées à l’ensemble de la planète. Leur étude conclut que l’épaisseur moyenne de la croûte martienne se situe entre 24 et 72 km.
Glissements de terrain dans Cerberus Fossae, indiquant une activité sismique récente (en termes géologiques). InSight a enregistré plus de 500 tremblements de terre, les quatre détectés dans Cerberus Fossae offrent les signaux les plus clairs pour observer l’intérieur de la planète (NASA/ JPL-Caltech/Univ. d’Arizona)
Dans une deuxième étude, Amir Khan, de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zürich/ Suisse), et son équipe ont utilisé des ondes sismiques directes et réfléchies par la surface provenant de huit tremblements de terre différents pour aller plus loin et montrer la structure du manteau de Mars à près de 800 km de profondeur.
Les ondes du tremblement de terre réfléchies par l’intérieur de Mars sont reçues par l’atterrisseur InSight. (Cottaar/ Science)
Ces résultats suggèrent qu’une lithosphère épaisse se trouve à environ 500 km sous la surface et que, comme sur la Terre, elle comporte probablement une couche à faible vitesse. Selon cette étude, la couche crustale de Mars contient probablement des éléments radioactifs producteurs de chaleur qui réchauffent la région.
Pendant ce temps, l’équipe de Simon Stähler a utilisé les faibles signaux sismiques réfléchis par la limite noyau-manteau de Mars pour étudier le centre même de la planète. Ils ont découvert que le noyau métallique liquide de la planète rouge a un rayon de près de 1 830 km et commence à peu près à mi-chemin entre la surface et son centre.
Selon les chercheurs, ces résultats suggèrent que le noyau de fer-nickel est moins dense qu’on ne le pensait et contient de nombreux éléments plus légers.
Pour Sanne Cottar de l’Université de Cambridge et Paula Koelemijer de l’Université de Londres, dans un article lié à la recherche :
Les observations sismiques directes sur Mars représentent une avancée majeure en sismologie planétaire.
Au cours des prochaines années, à mesure que d’autres séismes martiens seront mesurés, les scientifiques affineront ces modèles de la planète rouge et révéleront davantage de mystères énigmatiques de Mars.
Les 3 études publiées dans Science :
… et présentées sur le site du CNRS : Mission InSight : Mars se dévoile, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA : NASA’s InSight Reveals the Deep Interior of Mars, de l’ETH Zurich : The anatomy of a planet et sur le site de l’Université de Cologne : Mars: scientists determine crustal thickness.
