Les scientifiques disent qu’un panache de roches chaudes de la largeur de la zone continentale des États-Unis s’élève sous le noyau de Mars et pourrait aider à expliquer le volcanisme et les tremblements de terre récents observés sur la planète rouge.
Une grande partie du volcanisme sur Mars s’est produit au cours des 1,5 premiers milliards d’années de son histoire, laissant derrière lui des monuments gigantesques tels que le mont Olympe, la plus haute montagne du système solaire. Cependant, les scientifiques pensaient pour la plupart que Mars s’était depuis refroidie, devenant pratiquement morte au cours des 3 derniers milliards d’années environ. Mais ces dernières années, les scientifiques ont remarqué des signes d’activité géologique, et maintenant les scientifiques ont découvert un pilier en forme de champignon de roche chaude et flottante sous une région appelée Elysium Planitia qui pourrait expliquer les découvertes récentes.
« Notre étude montre que Mars n’est pas morte », a déclaré à Space.com l’auteur principal de l’étude, Adrian Brocke, scientifique planétaire à l’Université de l’Arizona à Tucson.
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L’histoire de la géologie récente de Mars a commencé à changer avec une étude de 2021 qui a trouvé des preuves que Mars pourrait encore être volcaniquement active, avec des preuves d’une éruption au cours des 53 000 dernières années environ. En utilisant les données des satellites en orbite autour de Mars, les chercheurs ont découvert des dépôts volcaniques lisses et sombres jusque-là inconnus couvrant une zone légèrement plus grande que Washington, DC. Les dépôts entourent l’une des fissures, formant un système de jeunes fissures connues sous le nom de Cerberus Fossae. Cette région se trouve dans les plaines relativement sans relief connues sous le nom d’Elysium Planitia, situées dans les basses terres du nord près de l’équateur martien.
De plus, l’atterrisseur InSight de la NASA a détecté des centaines de tremblements de terre sur la planète rouge, la plupart de ces grands tremblements de terre provenant de Cerberus Fossae. En général, les résultats de la sonde montrent que le niveau d’activité sismique sur Mars se situe entre la lune et la Terre.
Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont développé des modèles géophysiques basés sur des données géologiques, de relief et de gravité d’Elysium Planitia. Ils ont trouvé des preuves que toute cette région se trouve au-dessus d’un panache du manteau, une colonne de roche chaude s’élevant du plus profond de Mars pour mettre le feu aux matériaux sus-jacents comme un chalumeau. Broquet a déclaré que ce panache du manteau s’est formé à environ 930 miles (1 500 km) sous la surface, à la frontière entre le noyau martien et la couche du manteau, qui elle-même repose entre le noyau et la croûte martiens.
« Nous constatons que ce panache géant a à peu près la taille de la partie continentale des États-Unis, environ 2 500 miles (4 000 km) – ce qui est encore plus grand pour une planète plus petite que la Terre », a déclaré Broke.
Bien qu’il s’agisse du premier panache du manteau découvert par des scientifiques sur Mars, les géologues connaissent depuis longtemps les panaches du manteau sur Terre. Par exemple, la chaîne d’îles d’Hawaï, formée à la suite de la lente dérive de la plaque tectonique du Pacifique au-dessus du panache du manteau.
Le matériau du panache du manteau est flottant par rapport à la roche environnante. « Il est plus léger, donc il flotte et migre vers le haut, comme ce que vous pourriez voir dans une lampe à lave, où l’huile chauffée monte », a déclaré Broke.
Les chercheurs suggèrent que le centre du panache du manteau martien nouvellement découvert se situe exactement sous Cerberus Fossae. Ils estiment que le panache est d’environ 170 à 520 degrés Fahrenheit (95 à 285 degrés Celsius) plus chaud que son environnement.
Les chercheurs ont découvert qu’un panache du manteau soulevait la croûte martienne de plus de 1,6 km, amenant du magma chaud à la surface de la planète rouge et provoquant les tremblements de Mars détectés par InSight.
« Non seulement il y a du volcanisme jeune dans la région, mais nous constatons que ce volcanisme fait partie d’une récente résurgence d’activité », a déclaré Broke. « Jusqu’à il y a environ 100 millions d’années, la dernière activité majeure dans cette région remonte à près de 3 milliards d’années. Donc, encore une fois, quelque chose devait arriver pour provoquer cette renaissance volcanique, et ce quelque chose est un panache du manteau.
Broquet a déclaré qu’il soupçonnait qu’Elysium Planitia était la seule région de Mars avec un panache de manteau actif, bien qu’un deuxième panache ait pu se cacher sous Tharsis. Il a noté que Tarsis est une région de 3 000 miles (4 800 km) de large près de l’équateur dans l’hémisphère occidental de Mars qui contient les plus grands volcans du système solaire et où les scientifiques ont détecté une activité volcanique récente et actuelle.
Cependant, selon lui, l’activité volcanique sur Tarsis ne s’explique pas seulement par un panache du manteau. Par exemple, la croûte terrestre est très épaisse et peut donc retenir la chaleur, aidant à maintenir les roches à l’état fondu. Au contraire, « dans la région d’Elysium Planitia, où nous avons trouvé le panache, la croûte est connue pour être beaucoup plus mince, et nous avons donc dû utiliser un autre mécanisme, c’est-à-dire un panache, pour provoquer le volcanisme », a-t-il déclaré.
La superposition montre l’échelle des États-Unis par rapport à Mars. (Crédit image : NASA/JPL-Caltech)
mondes actifs
Dans l’ensemble, ces données suggèrent que Mars est le troisième corps du système solaire interne, après la Terre et Vénus, où les panaches du manteau sont actuellement actifs.
« Nous avions l’habitude de penser qu’InSight avait atterri dans l’une des régions les plus géologiquement ennuyeuses de Mars – une belle surface plane qui devrait représenter à peu près les basses terres de la planète », a déclaré Brocke. « Au lieu de cela, notre étude montre qu’InSight a atterri juste au-dessus du panache actif. »
Les nouvelles découvertes pourraient également avoir des implications pour la recherche de la vie sur Mars, ont déclaré les chercheurs. La zone où ils ont trouvé le panache possède également les preuves les plus récentes d’eau liquide s’écoulant à la surface de la planète rouge. Parce que la vie se trouve presque partout où il y a de l’eau sur Terre, les scientifiques concentrent souvent leur recherche de vie extraterrestre sur les zones où il y a de l’eau.
«On pense que la glace d’eau est toujours présente à l’intérieur de Mars, et donc si le panache fournit toujours de la chaleur, ce que nous pensons qu’il fait, des poches d’eau liquide ou des aquifères pourraient être présentes près des chambres magmatiques dans la croûte terrestre. région des plaines d’Elysium », a déclaré Broke. « Sur Terre, les microbes se développent dans un tel environnement. Par conséquent, je dirais que le panache est important pour le potentiel astrobiologique de Mars moderne. La prochaine étape pourrait être d’évaluer la présence de ces aquifères et leur emplacement possible.
On ne sait toujours pas comment un panache du manteau aurait pu se former récemment sur une Mars en train de se refroidir.
« Un panache prend généralement plusieurs centaines de millions d’années pour remonter de la limite noyau-manteau à la surface », a déclaré Broquet. « Une fois qu’il atteint la surface, notre expérience terrestre nous apprend que le panache reste actif pendant quelques dizaines à plusieurs centaines de millions d’années. Ainsi, d’un point de vue géologique, ce panache s’est formé et a atteint la base de la croûte terrestre relativement récemment, ce qui est surprenant. Ce n’est pas un vieux panache qui a survécu à l’histoire de Mars.
Broquet a noté que les scientifiques pensaient autrefois que la Lune était aussi géologiquement morte. « En raison de sa petite taille, on s’attendait à ce qu’elle se refroidisse plus rapidement que la Terre », a-t-il déclaré. « Cependant, les données sismiques enregistrées pendant l’ère Apollo ont été utilisées pour montrer que le noyau de la Lune est en fusion, ce qui a été une grande surprise. La lune n’est pas froide et morte – elle a encore un peu de chaleur à l’intérieur.
Comme ces découvertes sur la Lune, « notre découverte est un changement de paradigme dans notre compréhension de l’évolution de Mars », a déclaré Broke. « Un si grand panache du manteau n’est pas prédit par le modèle actuel de l’évolution thermique de Mars. Les recherches futures devront utiliser un nouveau mécanisme et une nouvelle histoire géologique pour trouver un moyen d’expliquer le très grand panache du manteau qui ne devait pas se produire. là. »
Dans l’ensemble, « il y a beaucoup de physique fondamentale dans les entrailles de la planète que nous ne comprenons évidemment pas », a déclaré Broke. « Comme quand nous pensions que la lune était morte. »
L’étude est décrite dans l’article (s’ouvrira dans un nouvel onglet) publié lundi 5 décembre dans la revue Nature Astronomy.
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Grand fan de mangas et d’animes, je n’aime bien écrire qu’à propos de ses sujets, c’est pour ca que j’écris pour 5 minutes d’actus. Au quotidien de décortique, donne mes avis sur les différents épisodes et chapitres des mangas que j’aime lire.
