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Comment le champ magnétique martien a-t-il disparu ?

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| NASA

 À l’issue de la formation du Système solaire, Mars n’était pas très différente de la Terre. Avec une atmosphère et un champ magnétique, la planète rouge arborait potentiellement des rivières et des plaines verdoyantes. Toutefois, au fil du temps, la situation s’est dégradée au point qu’aujourd’hui l’atmosphère martienne, presque inexistante, subit une désintégration continuelle due aux vents solaires. Tout cela en partie à cause de son absence de champ magnétique. Mais comment ce dernier a-t-il disparu ?

Il y a des milliards d’années, Mars était un endroit très différent de l’endroit aride et desséché qu’elle est aujourd’hui. Fondamentalement, elle possédait une atmosphère plus épaisse et plus chaude et de l’eau liquide coulant à sa surface, et peut-être même de la vie. La raison en est que, comme la Terre, Mars avait un champ magnétique planétaire généré par son noyau. Mais lorsque ce phénomène a disparu, les choses ont commencé à changer radicalement.

Pendant des années, les scientifiques ont cru que ce champ avait disparu il y a plus de 4 milliards d’années, ayant pour conséquence que l’atmosphère de Mars est lentement dépouillée par le vent solaire. Toutefois, selon des travaux menés par l’Université de la Colombie-Britannique (UBC), des chercheurs ont imposé de nouvelles contraintes sur le moment où ce champ magnétique a disparu, indiquant que le champ magnétique de Mars existait plus tôt (et a duré des centaines de millions d’années de plus) qu’on ne le pensait auparavant.

L’arrêt progressif de la dynamique interne planétaire

Comme la Terre, le champ magnétique global de Mars aurait été le résultat d’un effet dynamo causé par un mouvement de convection dans son noyau. Cela se produit lorsqu’un noyau externe liquide tourne autour d’un noyau interne solide, dans le sens opposé de la rotation de la planète. Malheureusement, le champ magnétique a disparu, ce qui a entraîné une désintégration de l’atmosphère de la planète au point de devenir extrêmement mince (comme c’est le cas aujourd’hui).

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Le noyau externe de Mars s’est progressivement refroidi au point que l’effet dynamo générant le champ magnétique de la planète a disparu. © Mars Insight/SEIS

Les astrophysiciens attribuent cela à la masse et à la densité inférieures de Mars (par rapport à la Terre), ce qui a entraîné un refroidissement intérieur plus rapide. Cela a rendu le noyau externe de la planète solide, arrêtant ainsi l’effet dynamo martien. Actuellement, on pense que son noyau interne est à l’état liquide, car la pression à l’intérieur de Mars est trop faible pour le solidifier.

Un champ magnétique ayant persisté plus longtemps que précédemment estimé

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Dans le passé, les scientifiques se sont appuyés sur l’étude des roches magnétisées sur et sous la surface de Mars pour reconstruire l’histoire du champ magnétique de la planète — en particulier les roches volcaniques. Ce type de roche prend sa source dans le manteau de la planète et est ensuite ramené à la surface par l’activité volcanique et le resurfaçage. Au fur et à mesure que la lave est exposée à la surface et refroidit, ses minéraux s’alignent sur le champ magnétique global.

Après avoir examiné des échantillons magnétisés de roches de surface, les chercheurs ont découvert qu’une dynamo était active il y a 4.3 à 4.2 milliards d’années. Cependant, des échantillons de roche prélevés dans trois grands bassins (Hellas, Argyre et Isidis) — qui se sont formés il y a 3.9 milliards d’années — ont conduit la plupart des scientifiques à la conclusion que la dynamo était inactive à ce moment-là.

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Mais après avoir analysé les nouvelles données obtenues par l’orbiteur Mars Atmosphere et Volatile EvolutioN (MAVEN) de la NASA, les chercheurs ont obtenu une image différente. Les nouvelles données MAVEN ont détecté des preuves claires d’un champ magnétique provenant de la coulée de lave de Lucus Planum, qui s’est formée il y a environ 3.7 milliards d’années et a montré des preuves d’un champ magnétique. Cela indique qu’un champ magnétique martien a existé beaucoup plus tard que ce que des études antérieures menées dans d’autres régions ont suggéré.

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