Les antiques océans martiens auraient été plus anciens et moins profonds que prévu

Les mers, couvrant une grande partie de l’hémisphère nord de Mars, sont apparues il y a 4 milliards d’années. C’était avant ou au début d’une violente période d’activité volcanique qui a déformé la croûte terrestre.

Des preuves d’anciennes mers et lacs ont été repérées par les sondes spatiales de la NASA et de l’ESA en orbite autour de Mars. Mais les précédentes suggestions pour la présence d’un immense océan inondant les plaines du nord se heurtaient à quelques problèmes.

Il y eut l’affirmation selon laquelle un tel océan aurait été trop grand pour correspondre aux estimations de la quantité d’eau qui s’est échappée dans l’espace et qui a disparu sous terre sous forme de pergélisol. Una autre affirmation était que les rives censées avoir été laissées par l’océan sont irrégulières, plutôt que nivelées comme celles sur Terre, et à des altitudes variant jusqu’à un kilomètre.

La nouvelle étude répond à cela en suggérant que les premiers océans sur Mars se sont formés avant ou en même temps qu’un plateau appelé Tharsis qui a produit trois des plus grands volcans du système solaire: Arsia Mons, Pavonis Mons et l’Ascraeus Mons.

Les trois volcans du plateau de Tharis sont représentés sur cette image en relief, à partir des données recueillies par l’orbiteur Mars Global Surveyor de la NASA. En haut à gauche se trouve l’Olympus Mons, le plus grand volcan du système solaire. (NASA)

Tharsis s’est formé il y a 3,7 milliards d’années. Aujourd’hui, cette région fait environ 5 000 km de large et elle est un renflement (renflement de Tharsis) notable sur la surface martienne. Mais il y a des milliards d’années, Tharsis était beaucoup plus petite que maintenant. Pour cette raison, elle déformait moins la forme de la croûte et donc les océans auraient été moins profonds, contenant environ la moitié de la quantité d’eau estimée précédemment.

Selon l’étude d’une équipe de géophysiciens de l’université de Californie à Berkeley publiée cette semaine, l’activité volcanique à Tharsis a joué un rôle clé dans le réchauffement de l’atmosphère martienne, permettant à l’eau liquide de former des océans sur Mars.

Selon l’auteur principal de cette étude, le professeur Michael Manga :

Les volcans peuvent être importants pour créer les conditions pour que Mars soit humide.

Il croit que les gaz volcaniques remplissant l’atmosphère ont créé un effet de serre qui a réchauffé Mars. En plus de cela, les éruptions ont créé des canaux qui ont permis à l’eau souterraine d’atteindre la surface et d’inonder les plaines du nord.

Selon le professeur Manga :

L’hypothèse était que Tharsis s’est formé rapidement et tôt, plutôt que graduellement, et que les océans sont arrivés plus tard. Nous disons que les océans sont antérieurs et accompagnent les coulées de lave qui ont fait Tharsis.

Les scientifiques ont nommé le premier des océans dans le Mars Arabia et ils estiment qu’il existait au moins jusqu’au premier cinquième de la croissance de Tharsis. Au fur et à mesure que le plateau volcanique se développait, il a enfoncé les terres qui l’entouraient, ce qui a provoqué la déformation du rivage d’Arabia, laissant le relief irrégulier observé aujourd’hui.

Une explication similaire est proposée pour le développement d’un océan plus tardif, appelé Deuteronilus, il y a environ 3,6 milliards d’années, au cours des 17% de croissance de Tharsis.

Image d’entête : le premier océan Mars connu sous le nom d’Arabia (en bleu) aurait ressemblé à cela quand il s’est formé sur la planète rouge, il y a 4 milliards d’années, alors que l’océan Deuteronilus avait 3,6 milliards d’années. (Robert Citron/ UC Berkeley)

Selon Robert Citron, étudiant diplômé de l’UC Berkeley, premier auteur de cette nouvelle étude :

Ces rivages auraient pu être mis en place par un grand volume d’eau liquide qui existait avant et pendant la mise en place de Tharsis, et non après.

Les scientifiques planétaires attendent avec impatience le lancement, en mai 2018, de la dernière mission de la NASA sur Mars, appelée InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), pour placer un sismomètre sur la surface martienne en dessous dans la croûte, le manteau et le noyau de la planète. La mission devait être lancée en 2016, mais elle a été retardée de deux ans.

L’étude publiée dans Nature : Timing of oceans on Mars from shoreline deformation et présentée sur le site de l’université de Californie à Berkeley : Mars’ oceans formed early, possibly aided by massive volcanic eruptions.