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Mars

La mission Insight fait encore de nouvelles découvertes sur Mars

De nouveaux articles scientifiques publiés en octobre à partir des données de la mission martienne Insight révèlent de nouvelles informations sur l’intérieur de la planète Mars.

Il s’agit de l’une des dernières images jamais prises par l’atterrisseur InSight. Prise le 11 décembre 2022, au 1 436e jour martien, ou Sol, de la mission, il montre le sismomètre SEIS à la surface de la planète rouge (crédits : NASA / JPL-Caltech)

Une planète encore sismiquement active

Une équipe de recherche internationale a publié un article le 17 octobre sur la découverte par la mission martienne Insight d’un séisme le 4 mai 2022 d’une magnitude de 4,7 et ayant entraîné une réverbération des vibrations à travers Mars pendant au moins 6 heures. Étant donné que son signal sismique était similaire aux tremblements de terre antérieurs connus pour être causés par des impacts de météorites, l’équipe pensait que cet événement, surnommé “S1222a” pourrait également avoir été causé par un impact et a lancé une recherche internationale d’un nouveau cratère.

S1222a a été l’un des derniers événements enregistrés par InSight, et le plus grand, avant que sa fin de mission ne soit déclarée en décembre 2022.

Sismogrammes de l’événement S1222a et des deux événements confirmés générés par impact météoroïde, S1000a et S1094b. Deux bandes de fréquences sont représentées: 0,05–1 Hz (à gauche) et 1–8 Hz (à droite). Les formes d’onde ont été tournées vers des directions radiales, transversales et verticales (RTZ) en utilisant les informations estimées sur l’azimut arrière (pour S1222a) (Kawamura et al., 2022) et l’azimut du dos mesuré à partir des emplacements des cratères imagés (pour S1094b et S1000a) (Posiolova et al.). Les sismogrammes sont alignés à zéro seconde par la première arrivée en ondes P (PP pour S1000a), tandis que les lignes pointillées indiquent la première arrivée en ondes S (SS pour S1000a) (Ceylan et al.).

Pendant son séjour sur Mars, InSight a enregistré plus de 1 300 événements de tremblement de terre. Parmi ceux-ci, au moins 8 provenaient d’impacts de météorites. Les deux plus grands, S1000a et S1094b, ont formé des cratères d’environ 150 m de diamètre. Si l’événement S1222a était formé par un impact, le cratère ainsi formé ferait au moins 300 m de diamètre.

Bien que Mars soit plus petite que la Terre, elle a une superficie terrestre similaire car elle n’a pas d’océan. Afin d’étudier cette énorme quantité de terrain, 144 millions de km2, le Dr Benjamin Fernando, chef d’étude de l’Université d’Oxford, a sollicité des contributions de la NASA, de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), de l’Agence Spatiale Nationale Chinoise (CNSA), de l’Organisation Indienne de Recherche spatiale et de l’espace (ISRO) et de l’agence spatiale des Émirats Arabes Unis.

Les données des différentes missions en orbite martiennes ont été mises à contribution : Mars Express et Exomars Trace Gas Orbiter (TGO) de l’ESA, Mars Odyssey et Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA, MAVEN de l’ISRO, Emirates Mars Mission Hope (EMM) et Tianwen-1 de la Chine. C’est sans doute la première fois que toutes les missions en orbite autour de Mars collaborent à un seul projet. Chaque groupe a examiné les données de ses satellites en orbite autour de Mars pour rechercher un nouveau cratère ou toute autre signature révélatrice d’un impact (par ex. un nuage de poussière apparaissant dans les heures qui ont suivi le tremblement de terre).

Pour S1000a et S1094b, les recherches d’images orbitales avaient confirmé la présence de grands cratères frais aux épicentres sismiques attendus. Les temps de formation de ces cratères correspondaient aux temps d’occurrence des événements, ce qui indique qu’ils étaient d’origine d’impact météoroïde (Posiolova et al., 2022).

Après plusieurs mois de recherches, l’équipe a annoncé qu’aucun cratère frais n’avait été trouvé. Elle conclut que l’événement a plutôt été causé par la libération d’énormes forces tectoniques à l’intérieur de Mars. Mars est beaucoup plus sismiquement active qu’on ne le pensait auparavant.

Cette animation montre les données de l’instrument MARCI de MRO sur la période de la veille de l’impact (3 mai ou 0503) à quatre jours après (8 mai ou 0508) sur la région source de l’évènement S1222a. Aucune nouvelle caractéristique relative à un nouvel impact n’est observé (crédit NASA)

Le Dr Fernando, responsable de l’équipe de recherche, a déclaré : “Nous pensons toujours que Mars n’a pas de tectonique active des plaques aujourd’hui, de sorte que cet événement a probablement été causé par la libération de stress dans la croûte de Mars. Ces contraintes sont le résultat de milliards d’années d’évolution ; dont le refroidissement et le rétrécissement de différentes parties de la planète à des rythmes différents. Nous ne comprenons toujours pas parfaitement pourquoi certaines parties de la planète semblent avoir des contraintes plus élevées que d’autres, mais des résultats comme ceux-ci nous aident à approfondir nos recherches. Un jour, ces informations peuvent nous aider à comprendre où il serait sûr pour les humains de vivre sur Mars et où vous voudrez peut-être éviter !

La Dr Daniela Tirsch, la coordinatrice scientifique de la caméra stéréo haute résolution de Mars Express de l’ESA a déclaré : “Cette expérience montre à quel point il est important de maintenir un ensemble diversifié d’instruments sur Mars, et nous sommes très heureux d’avoir joué notre rôle dans l’achèvement de l’approche multi-instrumentale et internationale de cette étude”.

Le Dr Jianjun Liu de l’Académie chinoise des sciences ajouté : “Nous sommes prêts à collaborer avec des scientifiques du monde entier pour partager et appliquer ces données scientifiques afin d’obtenir plus de connaissances sur Mars, et sommes fiers d’avoir fourni des données des imageurs couleur sur Tianwen-1 pour contribuer à cet effort.

Le Dr Dimitra Atri, chef de groupe sur Mars à l’Université de New York Abu Dhabi et contributeur de données de l’orbiteur Hope des Émirats Arabes Unis, a déclaré : “Cela a été une excellente occasion pour moi de collaborer avec l’équipe InSight, ainsi qu’avec des personnes d’autres missions majeures dédiées à l’étude de Mars. C’est vraiment l’âge d’or de l’exploration de Mars!

Source : New study reveals source of largest ever Mars quake

Insight révèle une couche fondue à la base du manteau martien

Insight a enregistré lors de son 1000e Sol, ou jour martien, le 18 septembre 2021, un impact d’astéroïde qui a déclenché un tremblement de terre à des milliers de kilomètres de lui, dont les ondes sismiques ont rebondi du noyau martien au sismomètre de l’atterrisseur. Pour la première fois, les ondes sismiques sont arrivées à l’angle droit et avec suffisamment d’énergie pour révéler des couches de magma fondu non reconnues auparavant dans le manteau inférieur, qui entourent le noyau métallique fondu de Mars.

Une première étude en 2021 avait indiqué que le noyau martien liquide était entouré d’un manteau rocheux solide. Leur estimation du diamètre du noyau était d’environ 3 660 kilomètres. Mais cette dimension laissait perplexe les auteurs car pourquoi le diamètre du noyau martien était-il supérieur à la moitié de celui de la planète ? Un grand volume du noyau signifiait que sa densité moyenne devait être faible, seulement 6 grammes par centimètre cube, contre 8 g/cm3 du noyau fondu de la Terre.

Une étude publiée le 25 octobre dans la revue Nature et impliquant des scientifiques français du CNRS, de l’IPGP, de l’ISAE-SUPAERO et de l’Université Paris Cité, propose un nouveau modèle pour l’intérieur de Mars, avec un manteau non homogène composé d’une couche de silicates fondus surplombant le noyau martien. Une autre étude publiée le même jour arrive aux mêmes conclusions avec des approches analytiques différentes. Il subsiste quelques différences : la seconde étude ne voit qu’une seule couche de magma fondu au bas du manteau, tandis que la première voit deux couches, avec la couche supérieure plus mince et la couche inférieure entièrement fondue.

Vue d’artiste de la structure interne de Mars montre la propagation des ondes sismiques, initiée par l’impact de la météorite de septembre 2021, vers le sismomètre d’Insight. La trajectoire des vagues traverse la partie inférieure et complètement fondue de la couche de silicate à la base du manteau, où les vitesses sismiques sont faibles (crédit IPGP / CNES / N. Starter)

L’étude de 2021 n’avait pas reconnu la différence entre la couche de magma et le noyau métallique. Les nouvelles études montrent que le noyau métallique ne mesure que 1 650 à 1 665 km de diamètre, plus petit qu’on ne le pensait auparavant. Ce changement augmente la densité moyenne à 6,6 g / cm3, réduisant la concentration inattendue d’éléments légers, mais pas tout à fait à la même densité du noyau de fer de la Terre.

A Compléter avec l’article sur le site de l’IPGP

La mission Insight, même si elle est terminée opérationnellement, n’a pas fini de livrer les secrets de l’intérieur de Mars !

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