mardi 20 mars 2018

Les océans de Mars se seraient formés en même temps que des éruptions volcaniques massives

Selon une nouvelle étude, les océans de Mars auraient commencé à se former 300 millions d'années plus tôt que ce que l'on pensait auparavant, probablement à la faveur d'une intense activité volcanique sur la planète rouge. Et ils auraient également été beaucoup moins profonds que ce que l'on imaginait.




Mars aurait abrité non pas un mais deux océans : l'Océan Arabia et l'Océan Deuteronilus. Arabia se serait formé il y a 4 milliards d'années et Deuteronilus, plus petit, il y a 3,6 milliards d'années. L'équipe de géophysiciens de l'Université de Berkeley menée par Robert Citron qui publie ces travaux cette semaine dans Nature, arrive à la conclusion que l'apparition de ces océans est probablement liée à l'intense activité volcanique de la région de Tharsis à la même époque. Tharsis n'est pas un simple petit volcan, il s'agit du plus grand système volcanique de tout le système solaire. Les chercheurs font le lien entre réchauffement climatique induit par les émissions volcaniques de Tharsis et la liquéfaction de l'eau à la surface de Mars.
Certains spécialistes pensent que Mars n'aurait jamais pu posséder un ou plusieurs océans car les estimations des quantités d'eau potentiellement rémanentes dans le sous-sol martien aujourd'hui et les quantités qui auraient dû s'évaporer vers l'espace ne colleraient pas. 
Le modèle de Robert Citron et ses collègues propose que les océans martiens se seraient formés juste avant ou pendant la période hyper volcanique où s'est formé Tharsis (il y a 3,7 milliards d'années). Selon eux, c'est cet épisode volcanique qui a injecté suffisamment de gaz à effet de serre pour réchauffer l'atmosphère et permettre à l'eau liquide de s'épancher à la surface de Mars. Les éruptions successives auraient pu également produire des canaux permettant à de l'eau souterraine de se retrouver en surface et remplir les plaines boréales de Mars.

L'indice fort relevé par Citron et ses collaborateurs vient des traces de littoral qu'ils ont analysées. La topographie actuelle de Mars montre ce qui ressemble à des zones d'anciens rivages vieux de plusieurs milliards d'années. Ces anciens littoraux montrent en revanche des altitudes très irrégulières, variant de plus d'un kilomètre, difficile à imaginer au bord du même océan. Les chercheurs américains expliquent  que ces altitudes irrégulières peuvent être produite par les mouvements de terrains associés à la croissance de la région volcanique de Tharsis il y a 3,7 milliards d'années. Mais ce n'est possible que si l'Océan Arabia a commencé à se former avant Tharsis et si il  existait encore durant les premiers 20% de la croissance de Tharsis. La croissance du supervolcan aurait déformé les littoraux océaniques par la suite.
Quant à l'océan Deuteronilus, ces littoraux irréguliers peuvent être expliqués, selon les géophysiciens américains, à la condition que l'océan ce soit formé vers la fin de la croissance de Tharsis, durant les 17% du temps restant de sa formation, il y a donc 3,6 milliards d'années.
Il faut se rendre compte de ce qu'est la zone volcanique Tharsis sur Mars, c'est son principal relief; ce n'est pas un seul volcan, mais toute une vaste région volcanique s'étirant sur près de 5000 km. Il produit une sorte de gros bulbe d'un côté de la planète rouge et une dépression de l'autre côté. C'est ainsi que la topographie martienne d'il y a 4 milliards d'années était très différente de ce qu'elle est aujourd'hui. Les calculs pour évaluer la quantité d'eau à partir de la topographie actuelle s'avèrent ainsi erronés d'un facteur 2 d'après Citron et ses collègues. La quantité d'eau à l'époque devait être deux fois plus faible que ce qui était estimé jusqu'à aujourd'hui à partir de la topographie actuelle. 
Les océans martiens auraient donc été aussi étendus que ce que l'on pensait mais deux fois moins profonds.

Les planétologues et géologues vont maintenant chercher à corroborer cette analyse en cherchant à dater plus précisément le complexe Tharsis. Du travail en perspective pour les futurs robots, à commencer par la prochaine mission américaine Insight, qui doit décoller dans 45 jours pour aller faire de la sismologie sur le sol rouge.


Source

Timing of oceans on Mars from shoreline deformation
Robert I. Citron, Michael Manga & Douglas J. Hemingway
Nature en ligne (19 mars 2018)


Illustrations

1) Vues des océans Arabia et Deuteronilus dans deux configurations (Robert Citron images, UC Berkeley)

2) Topographie de Mars, la région de Tharsis se trouve à gauche (contours pleins) (Robert Citron images, UC Berkeley)