En analysant les données collectées par l’atterrisseur InSight, une équipe de recherche internationale a déterminé ce qui se trouve dans les 200 premiers mètres sous la surface de Mars.
Les couches du sol de Mars. Crédit : Géraldine Zenhäusern / ETH Zurich
Il y a exactement 3 ans, en novembre 2018, la sonde InSight de la NASA arrivait sur la plaine « Elysium Planitia » de Mars, dans le but d’étudier l’activité sismique, les températures, les phénomènes atmosphériques et la structure interne de la planète rouge. Le tout premier tremblement de terre – un « marsquake » – a été détecté par le sismomètre SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) en avril 2019, après les premiers microséismes révélés le mois précédent. L’instrument sensible de la sonde InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) est non seulement conçu pour chasser les vibrations produites par les tremblements de terre, mais aussi pour en comprendre les différences ; Grâce aux caractéristiques des vagues, en effet, il est possible de cartographier la structure interne de la planète et donc de comprendre ce qui se trouve sous la couche de régolithe martien, épaisse de 1,5 mètre et formée de poussières et de matériaux rocheux issus des impacts avec des météorites . Grâce à SEIS, les scientifiques ont découvert que dans les 200 premiers mètres de profondeur, sous la surface de la plaine, il y a deux couches de roche de lave durcie (d’âges différents) qui « embrassent » l’une de roche sédimentaire.
Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de l’Institut de géophysique de l’ETH Zurich, du Service sismique suisse (SED) et de l’Institut fédéral des géosciences et des ressources naturelles (BGR) a déterminé ce qui se trouve sous le régolithe martien. ) à Hanovre (Allemagne), qui a collaboré étroitement avec des collègues du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, de l’Observatoire Bensberg de l’Université de Cologne et du Département de génie électrique et électronique de l’Imperial College de Londres. Les chercheurs, coordonnés par les professeurs M. Hobiger, M. Hallo et C. Schmelzbach, ont déterminé que la première couche de roche volcanique, dérivée d’anciennes éruptions survenues il y a 1,7 milliard d’années, commence à seulement 3 mètres sous la surface. Il s’est formé pendant la période dite amazonienne de Mars, caractérisée par un climat aride et froid et peu d’impacts d’astéroïdes.
Sous la première couche de lave durcie, à une profondeur (probablement) comprise entre 30 et 80 mètres de profondeur, se trouve une couche de matériau de composition incertaine, que les scientifiques pensent être de la roche sédimentaire. En dessous, une autre couche de roche de lave s’enfonce jusqu’à environ 200 mètres, beaucoup plus ancienne que la première. Selon les auteurs de l’étude, elle pourrait avoir 3,6 milliards d’années, elle se serait donc formée pendant la période hespérienne, caractérisée par une intense activité volcanique qui a façonné la planète telle que nous la connaissons aujourd’hui. Pour les scientifiques il est intéressant de noter la présence de ce « sandwich » avec les deux couches de roche de lave, signe d’une longue période d’inactivité éruptive : « Le fait qu’il y ait cette couche sédimentaire enfermée entre la roche volcanique indique qu’il y a été une pause dans l’activité éruptive, une pause assez longue car il faut beaucoup de temps pour que les roches sédimentaires se forment », ont écrit les auteurs de l’étude.
Déterminer ce qui se trouve sous les premières dizaines de mètres sous la surface martienne n’est pas facile en raison des vibrations produites par le vent (il est beaucoup plus facile d’étudier de grandes profondeurs), les scientifiques ont donc traité les données InSight capturées le soir lorsque martien vents. deviennent généralement plus faibles. Pour l’analyse des ondes, les chercheurs ont utilisé une technique sismologique largement utilisée sur Terre, basée sur « l’inversion des courbes d’ellipticité des ondes de Rayleigh » obtenue à partir des vibrations sismiques environnementales. Connaître ce qui se cache sous le régolithe est utile non seulement pour comprendre l’évolution de la planète, mais aussi pour déterminer où se trouvent les meilleurs endroits pour faire « tuer » des atterrisseurs et des rovers et même pour construire de futures bases humaines, en vue d’une exploration pionnière. la planète rouge. Les détails de la recherche « La structure peu profonde de Mars sur le site d’atterrissage d’InSight à partir de l’inversion des vibrations ambiantes » ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique Nature Communications.