Les scientifiques responsables de la sonde Mars Express découvrent un sous-sol martien inattendu

Ces résultats, qui proviennent du radar de sondage de pointe embarqué sur l’orbiteur Mars Express de l’ESA, apportent de nouveaux indices importants en ce qui concerne l’histoire géologique encore mystérieuse de Mars.

Les observations réalisées par MARSIS, premier radar de sondage souterrain utilisé pour l’exploration d’une planète, semblent bien indiquer que d’anciens cratères d’impact se cachent sous les basses et paisibles plaines de l’hémisphère nord de Mars. La technique appliquée utilise les échos renvoyés par des ondes radio ayant pénétré à l’intérieur du sous-sol martien.

MARSIS a trouvé des preuves que ces cratères d’impact enfouis – dont le diamètre varie entre 130 et 470 kilomètres – sont présents sous une grande partie des basses terres septentrionales. Ces découvertes font l’objet d’un article paru dans le numéro du 14 décembre 2006 de la revue Nature.

Avec MARSIS, « nous avons quasiment une vision de type rayons X », déclare Thomas R. Watters du Centre d’études terrestres et planétaires du Musée national de l’air et de l’espace (Washington) et principal auteur des résultats : « Outre la découverte de bassins d’impact inconnus jusqu’alors, nous avons également la confirmation que certaines subtiles dépressions topographiques presque circulaires dans les basses terres sont liées à des phénomènes d’impact. »

Étudier la manière dont Mars a évolué permet de mieux comprendre les premiers âges de la Terre. Ainsi, sur Terre, il est plus difficile de repérer des traces laissées par les forces qui sont entrées en action il y a plusieurs milliards d’années, car un grand nombre de ces traces ont disparu du fait de l’activité tectonique et de l’érosion.

Ces nouvelles découvertes permettent aux planétologues de mieux comprendre l’un des mystères les plus difficiles à percer au sujet de l’évolution et de l’histoire géologiques de Mars. Contrairement à la Terre, il existe sur Mars une différence frappante entre l’hémisphère nord et l’hémisphère sud. Ainsi, l’hémisphère sud est presque entièrement recouvert de hauts reliefs accidentés et percés de nombreux cratères, tandis que la plus grande partie de l’hémisphère nord est composée de terrains plus réguliers et moins élevés.

Étant donné que les impacts à l’origine des cratères peuvent se rencontrer sur toute la surface d’une planète, on considère généralement que les zones qui comportent moins de cratères correspondent à des surfaces plus jeunes, où les processus géologiques ont effacé les cicatrices laissées par lesdits impacts. Ainsi, la surface des plaines septentrionales de Mars, recouverte de vastes quantités de lave volcanique et de sédiments, est-elle jeune et lisse. Toutefois, les nouvelles données fournies par MARSIS indiquent que la croûte sous-jacente est extrêmement ancienne.

« Le nombre de cratères d’impact enfouis de plus de 200 kilomètres de diamètre que nous avons trouvé avec MARSIS » explique Jeffrey Plaut, responsable de recherche associé de l’instrument MARSIS au Laboratoire de propulsion spatiale (JPL) en Californie, « nous indique que la croûte sous-jacente dans les basses terres du nord doit être très ancienne et remonter au début du noachien (qui a duré du début de la naissance de Mars jusqu’à environ 4 milliards d’années) ». Le début du noachien a été une époque marquée par la formation de très nombreux cratères d’impact dans tout le système solaire.

Les résultats semblent indiquer que la croûte des basses terres du nord est aussi ancienne que les hautes terres du sud les plus anciennes, qui remontent également au noachien, et que la dichotomie entre les hémisphères nord et sud est probablement apparue très tôt dans l’histoire de Mars.

« Ces résultats sont particulièrement intéressants et sans précédent », précise Giovanni Picardi, « MARSIS peut contribuer à nous faire mieux comprendre la géologie de Mars en analysant la morphologie de sa surface et de sa subsurface. De plus, l’étude détaillée des données de l’instrument nous fournit de précieuses informations sur la composition des matériaux. »

Note aux rédactions:

Ces découvertes font l’objet d’un article paru dans le numéro du 14 décembre 2006 de la revue Nature, sous le titre « MARSIS radar sounder evidence of buried basins in the northern lowlands of Mars » par T.R. Watters (Centre d’études terrestres et planétaires du Musée national de l’air et de l’espace, Washington, États-Unis), C.J. Leuschen (Centre de télédétection des calottes glaciaires, Université du Kansas, États-Unis), J.J. Plaut, A. Safaenili et A.B. Ivanov (Laboratoire de propulsion spatiale, Californie, États-Unis), G. Picardi (Département Infocom, Université de Rome La Sapienza , Italie), S.M. Clifford (Institut lunaire et planétaire, Texas, États-Unis), W.M. Farrell (NASA/GSFC, Maryland, États-Unis), R.J. Phillips (Département des sciences terrestres et planétaires, Université Washington, Missouri, États-Unis), et E.R. Stofan (Proxemy Research, Maryland, États-Unis).

L’instrument MARSIS a été réalisé dans le cadre d’un Mémorandum d’Accord entre l’Agence spatiale italienne (ASI) et la NASA. Son développement a été assuré par Alenia Spazio sous la conduite de l’ASI et sous la supervision scientifique de l’Université de Rome La Sapienza, en association avec le Laboratoire de propulsion spatiale (JPL) à Pasadena (Californie) et l’Université de l’Iowa. Il s’agit du premier instrument conçu précisément pour scruter le sous-sol martien.

Par ailleurs, l’équipe italo-américaine de MARSIS est étroitement associée au projet de radar SHARAD, fourni par l’ASI pour être installé à bord de l’orbiteur MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) de la NASA, dont le lancement a eu lieu le 12 août 2005. MARSIS et SHARAD sont conçus pour apporter des informations complémentaires sur le sous-sol martien. MARSIS est en effet capable d’explorer la subsurface jusqu’à une profondeur de cinq kilomètres, voire davantage, tandis que SHARAD scrute les couches plus proches de la surface jusqu’à une profondeur de 1 kilomètre.

Pour tout complément d’information, veuillez contacter :

Thomas R. Watters, Centre d’études terrestres et planétaires du Musée national de l’air et de l’espace, Washington, États-Unis
Email: watterst@si.edu

Giovanni Picardi, responsable de recherche pour le radar MARSIS, Université de Rome La Sapienza, Italie
Email: picar@infocom.uniroma1.it

Jeffrey Plaut, responsable de recherche associé pour le radar MARSIS, NASA/JPL
Email: plaut@jpl.nasa.gov

Agustin Chicarro, responsable scientifique du projet Mars Express à l’ESA
Email: agustin.chicarro@esa.int

Roberto Seu, chercheur associé pour le radar MARSIS et responsable de recherche pour le radar SHARAD, Université de Rome La Sapienza, Italie
Email: roberto.seu@uniroma1.it