Des signes « récents » d’activité volcanique détectés sur Mars

activité volcanique mars
| Pixabay

De nouvelles preuves montrent qu’une éruption volcanique relativement « récente » a eu lieu sur Mars au cours des 50 000 dernières années environ, suggérant que la planète pourrait encore être le siège d’un volcanisme actif. Cette découverte soulève également la possibilité que Mars était récemment habitable.

La majeure partie du volcanisme sur Mars s’est produite il y a entre 3 et 4 milliards d’années, laissant d’importants stigmates tels que l’Olympus Mons, la plus haute montagne du système solaire. Des recherches antérieures ont toutefois révélé que de petites éruptions volcaniques pouvaient avoir eu lieu sur la planète rouge il y a 2,5 millions d’années. Aujourd’hui, des scientifiques déclarent avoir trouvé des signes d’éruption bien plus récents, datant des 50 000 dernières années.

En examinant les données provenant de satellites en orbite autour de Mars, ils ont en effet découvert un dépôt volcanique sombre et lisse, d’environ 13 kilomètres de large, inconnu jusqu’alors. Ce dépôt entoure une fissure volcanique d’une trentaine de kilomètres de large, située dans le système de fissures connu sous le nom de Cerberus Fossae. « Il s’agit de la plus récente éruption volcanique documentée sur Mars », souligne David Horvath, chercheur au Planetary Science Institute de Tucson, en Arizona, et auteur principal de l’étude.

Le gisement le plus récent jamais vu sur Mars

Ce gisement était véritablement atypique : il ne ressemblait à rien d’autre observé dans cette zone, voire sur l’ensemble de la planète. En revanche, il était assez similaire aux dépôts caractéristiques d’éruptions volcaniques plus anciennes déjà observés sur la Lune et sur Mercure.

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gisement volcanique mars
Image satellite d’un récent dépôt volcanique explosif autour d’une fissure du système Cerberus Fossae sur Mars. © NASA/JPL/MSSS/The Murray Lab

La plupart des signes de volcanisme observés auparavant dans la région Elysium Planitia — une région volcanique de près de 3000 kilomètres, surmontée de quatre volcans principaux, dont Elysium Mons, le plus imposant —, comme ailleurs sur Mars, étaient de la lave coulant sur la surface, similaire aux récentes éruptions d’Islande. Mais ici, il s’agit d’un dépôt relativement frais de cendres et de roches, recouvrant des coulées de lave environnantes. Ce gisement volcanique est peut-être le plus récent jamais vu sur Mars ! « Si nous devions compresser l’histoire géologique de Mars en une seule journée, cela se serait produit dans la toute dernière seconde », explique Horvath dans un communiqué.

Les chercheurs ont remarqué que les propriétés, la composition et la distribution du matériau issu de l’éruption étaient typiques d’une éruption pyroclastique — soit une éruption explosive, entraînée par des gaz en expansion, caractérisée par l’émission de laves fragmentées dans l’atmosphère. C’est ce type d’éruption et ses avalanches mortelles de cendres et de roches brûlantes (appelées coulées pyroclastiques), qui a enseveli les villes de Pompéi et d’Herculanum en l’an 79. Selon Horvath, l’éruption martienne pourrait avoir rejeté des cendres jusqu’à 10 kilomètres d’altitude.

Il existe d’autres traces de volcanisme explosif sur Mars, mais ces événements se sont produits il y a longtemps (il y a près de 2 milliards d’années). Horvath estime toutefois possible que de tels dépôts pyroclastiques aient été plus courants, mais que la plupart d’entre eux se soient érodés ou aient été enterrés, passant de ce fait inaperçus dans les données satellites.

Un environnement propice à l’habitabilité

Ce nouveau gisement volcanique est situé à environ 1600 km de l’atterrisseur InSight de la NASA, qui se trouve sur la planète rouge depuis le mois de novembre 2018. Pour rappel, la mission Insight, d’une durée de quatre ans, est dédiée à l’étude de la structure interne et de l’activité tectonique de Mars. Les instruments de l’engin ont déjà permis de détecter deux tremblements de terre provenant de Cerberus Fossae. « Nous savons maintenant que cette région est à la fois la zone la plus volcaniquement et la plus sismiquement active de la planète aujourd’hui », a déclaré Jeff Andrews-Hanna, professeur agrégé au laboratoire lunaire et planétaire de l’Université d’Arizona et co-auteur de l’étude.

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Cette carte de Mars montre Elysium Planitia, la région où ont été détectés des signes récents de volcanisme explosif (cadre blanc), ainsi que les emplacements de l’atterrisseur InSight de la NASA et du volcan Elysium Mons. © MOLA Science Team

Les chercheurs notent par ailleurs que l’éruption s’est produite à seulement 10 km du plus jeune grand cratère d’impact de Mars, un cratère de 10 km de diamètre nommé Zunil. Pour Pranabendu Moitra, co-auteur de l’étude, ces deux événements pourraient être liés : « Les âges de l’éruption et de l’impact sont indiscernables, ce qui soulève la possibilité, bien que spéculative, que l’impact ait en réalité déclenché l’éruption volcanique », explique le spécialiste. Le phénomène a en tout cas déjà été prouvé sur Terre : les ondes sismiques des grands tremblements de terre peuvent parfois provoquer une éruption de magma. De la même façon, la collision à l’origine du cratère Zunil pourrait avoir « secoué » Mars et déclenché une éruption.

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Des recherches antérieures ont suggéré que du magma pourrait encore se déplacer en profondeur dans la région autour de Cerberus Fossae. Or, si l’activité sismique est encore soutenue dans cette zone aujourd’hui, cela signifie qu’une nouvelle éruption pourrait avoir lieu. Selon Moitra, les gaz piégés dans le magma pourraient être à l’origine de cette éruption. Le contact du magma avec le pergélisol pourrait être une autre cause possible : la glace du pergélisol fond, se mélange au magma, puis se vaporise en déclenchant une violente explosion. « Quand l’eau se mélange au magma, c’est comme verser de l’essence sur un feu », explique-t-il.

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Un dépôt volcanique comme celui-ci soulève également la possibilité de conditions habitables sous la surface de Mars dans l’histoire récente de la planète. « L’interaction du magma ascendant et du substrat glacé de cette région aurait pu fournir des conditions favorables à la vie microbienne assez récemment », explique Horvath. Attention, cela ne confirme pas nécessairement qu’il y ait eu une vie passée sur Mars, mais cela implique « un environnement propice à l’habitabilité », précise le chercheur.

Les scientifiques tentent à présent de déterminer pourquoi cette zone particulière, Cerberus Fossae, est un point chaud de l’activité martienne. En effet, cette récente éruption et les fissures volcaniques proches se trouvent dans une plaine sans particularités apparentes. « Cette zone se trouve-t-elle au-dessus d’un panache de matériau chaud du manteau ? Le prochain grand volcan martien surgira-t-il de cet endroit ? » s’interroge Andrews-Hanna. « C’est peut-être la plus récente éruption volcanique sur Mars, mais je pense que nous pouvons être assurés que ce ne sera pas la dernière », conclut le spécialiste.

Source : Icarus, D. G. Horvath et al.

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