Un énorme panache de roches chaudes s’élèverait sur Mars jusqu’à sa surface
Malgré toutes ses caractéristiques semblables à celles de la Terre, Mars est étonnamment stérile : elle n’a pas d’atmosphère épaisse, elle n’a pas de mers ou de rivières, et elle n’a même pas de géologie active. Elle est stérile, inactive et rébarbative. Mais l’est-elle vraiment ?
Mars n’est certainement pas l’environnement luxuriant et prospère de la Terre, et elle est loin d’être aussi favorable à l’eau (ou à la vie) que notre planète. Bien que l’activité géologique sur la planète rouge se soit largement calmée, elle pourrait ne pas être complètement absente, comme le montre une nouvelle étude (lien plus bas). En fait, Mars pourrait avoir un panache mantellique actif d’un diamètre d’environ 4 000 km.
Image d’entête : représentation artistique d’un panache mantellique actif, une grande masse de roches chaudes et flottantes, s’élevant des profondeurs de Mars et poussant sur l’Elysium Planitia, une plaine située dans les basses terres du nord de la planète. L’atterrisseur Insight est représenté à la surface (Adrien Broquet & Audrey Lasbordes/ Université de l’Arizona)
En tant que planète la plus proche de la Terre, Mars fait l’objet d’une exploration humaine depuis des siècles. Elle a été étudiée en profondeur grâce à des techniques de télédétection, ainsi qu’à une série de missions robotisées envoyées à la surface de Mars. La géologie de sa surface est assez intéressante. Elle est caractérisée par d’énormes étendues volcaniques recouvertes de la fameuse poussière de couleur rouge appelée régolithe, qui recouvre une grande partie de la surface de la planète. Il y a également beaucoup de cratères, car la mince atmosphère de Mars n’est pas assez forte pour la protéger des météorites.
Mais regardez Mars d’un peu plus près, et les choses deviennent plus intéressantes.
Il existe un certain nombre de réseaux de vallées sur Mars, ainsi que plusieurs caractéristiques géologiques que l’on pense avoir été sculptées par l’eau. Bien que Mars n’ait pas d’eau liquide aujourd’hui (ou pas beaucoup), elle semble en avoir eu pas mal dans le passé. De même, Mars ne semble pas avoir de réelle activité tectonique aujourd’hui, mais elle a pu être beaucoup plus active par le passé.
C’est du moins ce que pensaient les chercheurs jusqu’à ce qu’ils envoient un sismomètre sur Mars.
L’atterrisseur InSight de la NASA a détecté une activité sismique faible, mais constante, ainsi que quelques séismes importants et enfin, des tremblements de terre. Les chercheurs Adrien Broquet et Jeffrey Andrews-Hanna pensent avoir trouvé la source de cette activité dans un système de fissures récemment formé, appelé Cerberus Fossae. Ils ont découvert qu’une source de panache actif du manteau de 4 000 km de diamètre serait la meilleure explication des observations.
Cette image prise par l’orbiteur Mars Express de l’Agence spatiale européenne montre une vue oblique centrée sur l’une des fractures constituant le système Cerberus Fossae. Les fractures traversent des collines et des cratères, signe de leur relative jeunesse. (ESA/ DLR/ FU Berlin)
Selon les chercheurs dans l’étude :
L’activité du panache fournit une explication pour les sommets régionaux de gravité et de topographie, le volcanisme récent, la transition de la tectonique de compression à la tectonique d’extension et la sismicité en cours.
Pour Broquet :
Nous savons que Mars n’a pas de tectonique des plaques, nous avons donc cherché à savoir si l’activité que nous observons dans la région de Cerberus Fossae pourrait être le résultat d’un panache mantellique.
Les caractéristiques déduites de la tête du panache sont comparables aux panaches terrestres qui sont liés à la formation de grandes provinces ignées sur Terre. Cerberus Fossae est également le lieu du plus récent événement volcanique de Mars, il y a environ 53 000 ans.
A partir de l’étude : une carte indiquant l’emplacement du panache mantellique dans le contexte des détections sismiques d’InSight. (Broquet & Andrews-Hanna/ Nature Astronomy)
Toujours selon Broquet :
En termes de ce que l’on s’attend à voir avec un panache mantellique actif, Elysium Planitia remplit toutes les conditions requises. Cette découverte constitue un défi pour les modèles utilisés par les planétologues pour étudier l’évolution thermique des planètes. Ce panache mantellique a affecté une zone de Mars à peu près équivalente à celle du continent américain. Les futures études devront trouver un moyen de tenir compte d’un très grand panache mantellique dont on ne prévoyait pas la présence.
Nous pensions qu’InSight avait atterri dans l’une des régions les plus ennuyeuses sur le plan géologique sur Mars, une belle surface plane qui devrait être à peu près représentative des basses terres de la planète. Au contraire, notre étude démontre qu’InSight a atterri juste au-dessus d’une tête de panache active.
Les panaches mantelliques sont des régions du manteau qui sont plus chaudes que le milieu environnant, ce qui les rend plus flottantes. On peut les comparer à des gouttes chaudes qui s’élèvent dans des lampes à lave. Ces panaches entrent en éruption sous forme de basaltes et créent de vastes plaines volcaniques, comme nous le voyons également sur Terre, par exemple autour des Caraïbes.
Selon Andrews-Hanna :
De précédents travaux de notre groupe ont trouvé des preuves dans Elysium Planitia de la plus jeune éruption volcanique connue sur Mars. Elle a créé une petite explosion de cendres volcaniques il y a environ 53 000 ans, ce qui, en temps géologique, est essentiellement hier.
Cela ferait de Mars le troisième corps du système solaire avec une tectonique active, après Vénus et la Terre – ce qui rend la planète d’autant plus intéressante.
Les chercheurs concluent dans leur étude :
Nos résultats démontrent que l’intérieur de Mars est géodynamiquement actif aujourd’hui, et impliquent que le volcanisme a été alimenté par des panaches mantelliques depuis la formation des provinces volcaniques hespériennes et de Tharsis dans le passé jusqu’à Elysium Planitia aujourd’hui.
L’étude publiée dans Nature Astronomy : Geophysical evidence for an active mantle plume underneath Elysium Planitia on Mars et présentée sur le site de l’Université de l’Arizona : Giant mantle plume reveals Mars is more active than previously thought.
