Un tremblement de terre martien à grande échelle enregistré par l'atterrisseur InSight de la NASA suggère que la croûte de la planète Mars à certains endroits "ressemble à une armure lourde", selon une nouvelle étude.
Le sismomètre de l'atterrisseur InSight de la NASA, dont la mission se termine en décembre 2022, a passé trois ans à mesurer les ondes sismiques sur Mars. Son travail comprenait la détection du plus grand tremblement de terre martien jamais enregistré en mai 2022 : un séisme de magnitude 4,6.
Bien que les tremblements sur Mars ne soient qu'un tremblement de terre moyen par rapport à la Terre, les scientifiques de la NASA ont déclaré à l'époque qu'il s'agissait de la limite supérieure de ce que les explorateurs de Mars s'attendaient à voir. Le tremblement de terre martien était plus puissant que tous les autres mesurés avant qu'il ne se combine.
"Ce tremblement de terre a envoyé de fortes ondes sismiques qui ont traversé la surface de Mars", a déclaré Doyon Kim, auteur principal de l'étude et sismologue à l'Institut de géophysique de l'Université de technologie de Zurich, dans nouvelle application, publié le 6 mai. "A partir de ce tremblement de terre, le plus grand tremblement de terre enregistré pendant toute la mission InSight, nous avons observé des ondes de surface qui ont fait le tour de Mars jusqu'à trois fois."
La mesure de la vitesse et de la fréquence des ondes sismiques - et la variation de ces qualités sur la planète rouge - a permis à Kim et à l'équipe d'obtenir des informations sur les structures géologiques qu'ils ont rencontrées. De nouvelles données ont été obtenues sur des questions telles que la structure interne de la croûte martienne à différentes profondeurs.
Avant le tremblement de terre géant, InSight a enregistré des ondes sismiques similaires qui se sont produites lorsque deux météorites sont tombées sur Mars. Cependant, l'événement cosmique n'a fourni des détails qu'à l'échelle régionale. Un tremblement de terre d'une magnitude de 5 points a permis d'explorer encore plus profondément Mars, révélant de grandes conséquences.
L'équipe a pris les données fournies par InSight et les a combinées avec des informations d'autres missions sur la gravité et la topographie de Mars. Des études rassemblées ont montré aux scientifiques que la croûte de la planète rouge a une épaisseur qui varie en moyenne de 42 à 56 kilomètres, mais sa section la plus épaisse est deux fois plus grande : 90 kilomètres.
"La croûte martienne (en moyenne) est beaucoup plus épaisse que celle de la Terre ou de la Lune", a déclaré Kim, ajoutant que les petits corps planétaires du système solaire ont tendance à avoir des croûtes plus épaisses que les corps plus grands.
L'épaisseur de la croûte terrestre varie en moyenne de 13 à 17 kilomètres, tandis que les sismomètres des missions lunaires Apollo des années 1960 et 1970 ont déterminé que l'épaisseur de la croûte lunaire varie de 34 à 43 kilomètres.
L'équipe d'InSight a découvert que la croûte martienne est la plus mince dans le bassin d'impact d'Isis, un ancien cratère d'environ 1200 10 kilomètres de large. Dans ce bassin, situé à la frontière entre les hautes terres méridionales fortement cratérisées de Mars et les basses terres septentrionales, l'épaisseur de la croûte martienne n'est que d'environ XNUMX kilomètres.
Au plus épais, cependant, la croûte se trouve à 90 kilomètres de profondeur dans la vaste région de Tharsis et s'étend sur presque la largeur des États-Unis d'un bord à l'autre : c'est environ 8 000 kilomètres de diamètre. Tharsis sous-tend un vaste système de failles radiales qui couvrent environ un tiers de la surface de Mars. Il abrite également de vastes plaines volcaniques et les trois plus grands volcans de Mars.
"Nous avons eu la chance d'assister à ce tremblement de terre. Sur Terre, il nous serait difficile de déterminer l'épaisseur de la croûte terrestre à l'aide d'un tremblement de terre de la même force qui s'est produit sur Mars, - a expliqué Kim. "Bien que Mars soit plus petite que la Terre, elle transporte l'énergie sismique plus efficacement." Les résultats de l'équipe ont également confirmé le contraste entre les hémisphères nord et sud de Mars. Le nord de la planète est constitué de basses terres plates, tandis que le sud est composé de hauts plateaux.
La soi-disant «dichotomie martienne» entre le nord et le sud a été observée par les astronomes et les planétologues depuis au moins la première mission orbitale du Mariner 9 de la NASA en 1971-72, selon une étude évaluée par des pairs. publié en 2007. Les hypothèses initiales sur cette différence étaient liées à la composition des roches, dit Kim. "Une race serait plus dense que l'autre."
Cependant, de nouvelles études confirment que la composition de la race n'est pas pertinente ici. Bien que la composition des roches soit la même dans les deux hémisphères, l'épaisseur de la croûte est différente, ce qui explique la dichotomie martienne. Sur la base des observations sismiques InSight et des données gravimétriques, les chercheurs ont déclaré avoir démontré que les densités crustales dans les basses terres du nord et les hautes terres du sud sont similaires.
La densité détectée est cohérente avec les observations sismiques d'InSight des impacts de météorites susmentionnés, qui suggèrent que la croûte au nord et au sud est constituée du même matériau. (La façon dont les ondes sismiques se propagent à travers la croûte rocheuse permet aux chercheurs de déduire sa composition).
La découverte par l'équipe d'une épaisse croûte martienne à certains endroits met également en lumière la façon dont la planète génère de la chaleur et comment cela a changé tout au long de l'histoire de Mars. La principale source de chaleur de l'intérieur de Mars est la désintégration radioactive d'éléments tels que le thorium, l'uranium et le potassium.
L'équipe théorise que 50% à 70% de ces éléments producteurs de chaleur résident dans la croûte martienne. Ainsi, la différence d'épaisseur de cette croûte sur Mars peut expliquer pourquoi il existe des régions locales de la planète sous lesquelles des processus de fusion peuvent encore se produire aujourd'hui, puisque ces points chauds contiennent également des matériaux plus radioactifs et générateurs de chaleur.
"Cette découverte est très intéressante et met fin à un long débat scientifique sur l'origine et la structure de la croûte martienne", a déclaré Kim.
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