Mars est le siège de tourbillons de poussière particuliers, d’une lueur étrange dans son ciel nocturne et de tremblements intérieurs qui la révèlent comme une planète géologiquement active. Ce sont quelques-unes des découvertes clés faites par l’atterrisseur InSight de la NASA, qui sont décrites dans une série de six études publiées dans les revues Nature Geoscience et Nature Communications. Ces premières données recueillies par les astrophysiciens devraient aider les planétologues à mieux comprendre la formation, l’évolution et la dynamique de Mars.
« Nous avons enfin, pour la première fois, établi que Mars est une planète sismiquement active. L’activité sismique est supérieure à celle de la Lune, qui a été mesurée lors du programme Apollo, mais inférieure à celle de la Terre », explique Bruce Banerdt, le directeur scientifique de la mission InSight.
Plus de 170 séismes martiens enregistrés par le sismomètre SEIS
La détection des tremblements sur Mars, appelés « marsquakes », est l’objectif central de la mission InSight. L’atterrisseur a atteint cet objectif en enregistrant 174 événements sismiques différents au cours d’une période de 235 jours martiens, en utilisant un instrument avancé appelé Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS).
La plupart des tremblements ont produit des fréquences élevées qui étaient similaires aux tremblements de terre peu profonds que les missions Apollo ont détectés sur la Lune. Mais 24 des tremblements ont créé des signatures de fréquence inférieure qui suggèrent une activité tectonique en cours à l’intérieur de Mars, qui est un indice essentiel sur la structure intérieure et l’évolution de la planète.
La confirmation de réactions photochimiques dans l’atmosphère martienne
Mais si InSight se concentre principalement sur ce qui se passe à l’intérieur de Mars, il a également accumulé de nouvelles découvertes sur la surface et l’atmosphère martiennes, notamment une lueur étrange dans le ciel nocturne. Des chercheurs dirigés par Don Banfield, chercheur principal à l’Université Cornell qui dirige l’équipe de science météorologique d’InSight, décrivent cette lueur nocturne pâle dans l’une des études publiées dans Nature Geoscience.
L’effet, provoqué par des réactions photochimiques dans l’atmosphère, avait été prédit auparavant, mais n’avait pas été confirmé directement. Heureusement, la caméra de déploiement d’InSight a une excellente vision nocturne, ce qui lui a permis de détecter la lueur.
Un instrument météorologique extrêmement performant
Afin de régler tous les bruits de fond causés par les vents et les changements atmosphériques sur Mars, l’atterrisseur est également équipé de capteurs météorologiques extrêmement sensibles qui peuvent garder un œil sur les tremblements qui ne sont pas liés aux séismes.
« Nous devions envoyer, avec InSight, un très bon ensemble d’instruments de météorologie afin que nous puissions retirer ces éléments de la sismologie et de la sismométrie et obtenir une image plus claire de ce qui se passe. Par conséquent, nous avons, à bien des égards, les capteurs de météorologie les plus performants jamais envoyés sur Mars », indique Banfield.
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Par exemple, les capteurs de pression de la mission sont 20 fois plus rapides et plus sensibles que ses prédécesseurs, et les performances de ses capteurs de vent ne sont égalées que par les instruments utilisés sur les atterrisseurs Mars Viking de la NASA, qui ont atterri dans les années 1970.
Une activité sismique en partie liée au cycle saisonnier
Ce niveau de précision météorologique a révélé de nouvelles énigmes sur la dynamique de la surface et de l’atmosphère sur Mars, ce qui pourrait en fait affecter son activité sismique. Par exemple, l’été dernier, les chercheurs ont remarqué qu’un pic de tremblements martiens à haute fréquence coïncidait avec des changements saisonniers des vents, suggérant que certains séismes pourraient être influencés par les saisons.
« Certains de ces signaux particuliers que nous voyons sismiquement peuvent, en fait, être causés par une certaine interaction de l’atmosphère et du sol, donc observer comment ils changent au fil des saisons sera intéressant. Ce qui se passe exactement à cause de cela, nous ne le savons pas, et nous ne le saurons pas avant d’avoir une autre année de recueil de données sur Mars ».
L’équipe a également rencontré « un paradoxe de la science éolienne sur Mars », comme cela est décrit dans l’étude. Malgré les preuves abondantes de tourbillons de poussière près de l’atterrisseur, recueillies à la fois à partir du sol et de l’espace, les caméras d’InSight n’ont étrangement pas pu photographier ces mystérieux tourbillons martiens.