Si l’étude du champ de gravité terrestre a permis de mieux comprendre la structure de notre Planète, cette méthode semble également prometteuse pour étudier Mars. Grâce à une approche novatrice, des chercheurs viennent ainsi appuyer l’hypothèse qu’un océan a bien un jour occupé l’hémisphère nord de la Planète rouge.
au sommaire
Il y a quelques mois, le rover Zhurong apportait enfin les preuves in situ qu’un océan occupait bien l’hémisphère nord de Mars, il y a de cela 3,6 milliards d'années. Des preuves appuyées par de nouveaux résultats publiés dans la revue Icarus et qui reposent sur une tout autre approche.
C'est en effet le champ de gravité de Mars qui a ici été utilisé pour corroborer l'hypothèse de l'existence passée d'un vaste océan martien. Étonnant ? Pas tant que ça. On sait depuis longtemps que le champ de gravité terrestre présente des « variations » par rapport à ce que l'on pourrait s'attendre dans le cas d'un modèle de Terre homogène. Ces multiples « anomaliesanomalies de gravité » reflètent en effet l'hétérogénéité de la planète, à différentes échelles. La gravimétrie est donc une discipline géophysique qui a fortement participé à affiner notre compréhension de la structure interne de la Terre.
La gravimétrie pour comprendre le passé de Mars
Si la gravimétrie a été développée sur Terre et pour comprendre la Terre, notre Planète n'est bien sûr pas l'unique astre où cette méthode peut être appliquée. Les scientifiques possèdent en effet aujourd'hui suffisamment de données pour la mettre au profit de l'exploration de la Lune et de Mars.
La méthodologie appliquée par l'équipe de chercheurs menée par Jaroslav Klokočník de l'Institut astronomique de l'Académie des sciences en République tchèque est cependant légèrement différente de l'approche habituelle consistant à cartographier les anomalies magnétiques.
Les anomalies de gravité sont en effet créées par des défauts ou des excès de masse par rapport au modèle de référence utilisé. Par exemple, par rapport à un modèle de terre sans relief, la présence d’une montagne représente un excès de masse, qui sera illustré par une anomalie positive de gravité. Un océan, par contre, sera illustré par une anomalie négative car l'eau est moins dense que les roches.
Une approche novatrice plus complète que la simple analyse des anomalies de gravité
L'approche développée par les chercheurs pour l'étude de Mars repose sur la notion « d'aspects gravitationnels ». Cette approche se veut plus complète que la simple considération des anomalies de gravité. En effet, les aspects gravitationnels prennent en compte non seulement les anomalies de gravité, mais également d'autres paramètres dérivés mathématiquement du signal gravimétrique, qui représentent une riche source d'informations permettant de caractériser plus précisément la source de l'anomalie.
Cette approche a notamment déjà été testée en Afrique du Nord pour identifier le rivage d'un ancien lac et les traces d'anciennes rivières aujourd'hui disparus sous le sablesable du Sahara. Des résultats qui ont été appuyés par des données archéologiques témoignant effectivement de la présence passée d'un lac à cet endroit. Grâce à cette méthodologie, les chercheurs ont donc pu comparer l'aspect gravitationnel de Mars à celui de la Terre. Les résultats de l'analyse gravimétrique sont ainsi en accord avec l'hypothèse d'un océan passé dans la région boréale de Mars.
Si cette méthode n'apporte pas une preuve irréfutable de l'existence passée de cet océan, l'approche novatrice vient apporter du crédit aux récentes découvertes réalisées notamment par le rover chinoisrover chinois Zhurong.
Mars : l’hypothèse d’un ancien océan se renforce
Dans une étude publiée récemment, la géologuegéologue américaine Lorena Moscardelli revient sur l'hypothèse qu'un océan recouvrait une partie de l'hémisphère boréalhémisphère boréal de Mars : un possible océan circumpolairecircumpolaire surnommé Oceanus Borealis, qui faisait de l'actuelle Planète rouge une planète en partie bleue voilà environ 3,2 milliards d'années. La scientifique apporte de solidessolides arguments à ce débat ouvert au tournant des années 1970.
Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman publié le 22 février 2014
Qu'il y ait de l'eau sur Mars, plus personne n'en doute aujourd'hui (de la glace d'eau en grande partie réfugiée aux pôles et dans son sous-sol). L'hypothèse que des fleuves et des rivières ont un jour coulé à sa surface, remplissant lacs et mers, n'est plus une chimèrechimère tant les preuves s'accumulent. Enfin, que Mars fût jadis recouverte d'un vaste océan est une idée caressée par des chercheurs depuis environ quatre décennies. Notamment depuis la campagne d'observation de la sonde spatiale Viking, ambitieuse mission d'exploration de la Planète rouge au tournant des années 1970 et 1980. Beaucoup ont en effet suggéré que certains terrains situés près du pôle nord furent jadis des rivages océaniques. Le débat houleux suscité par ces propositions a été très controversé et n'est pas encore tranché, faute de preuves définitives.
Loin d'être close, l'affaire est relancée par une étude récente de Lorena Moscardelli (université du Texas à Austin) publiée dans le journal de la Société américaine de géologiegéologie, GSA Today. La géologue y apporte de nouveaux arguments qui renforcent l'hypothèse de l'existence passée d'une grande masse d'eau qui aurait rempli la majorité des plaines de l'hémisphère nord de Mars. Un vaste océan, surnommé Oceanus Borealis, qui aurait taché de bleu environ un tiers de la surface de la quatrième planète du Système solaireSystème solaire (en orbiteorbite sur les marges de la zone habitable), voici plus ou moins 3,2 milliards d'années (fin de l'Hespérien, début de l'Amazonien).
Caractéristiques géologiques martiennes retrouvées sur Terre
Pour son enquête, la scientifique a examiné les images détaillées fournies par la caméra HiRise de Mars Reconnaissance Orbiter, où l'on distingue plusieurs étendues de l'hémisphère boréal martien tapissées de rochers. Pour expliquer leur distribution et leur position dans l'espace, elle suggère qu'à l'instar de ce qui s'est produit -- et se produit encore -- au fond des océans terrestres, d'anciens glissements de terrain sous-marins sur Mars ont été à l'œuvre pour les déplacer. « Nous savons que les glissements de terrain sous-marinssous-marins peuvent transporter de gros rochers -- aussi gros que des maisons -- sur des centaines de kilomètres dans les eaux profondes des océans terrestres », rappelle-t-elle en mentionnant plusieurs sites analogues connus comme ceux du sud de l'Arkansas, le bassin de Santos au large du Brésil ou la formation Guandacol dans le bassin argentin de Pangazo. Sans omettre celui qui, il y a un million d'années, affecta des milliers de kilomètres carrés de terrain sous la surface de la mer de Barents, en Russie.
À ceux qui défendent l'idée que l'éparpillement de ces rochers serait le produit d'impacts de météoritesmétéorites ou d'astéroïdesastéroïdes, Lorena Moscardelli s'interroge. « Comment expliquer alors ces champs de rochers qui couvrent des centaines de kilomètres carrés sans aucun cratère d’impact dans les environs ? » Pour elle, « l'hypothèse sous-marine fournit une alternative possible ». Cependant, comment expliquer que les deux lignes de côte mises en évidence près du pôle nord par VikingViking varient autant en altitude d'après les dernières données collectées ? Par une possible oscillation de l'axe de rotation de Mars, suggère la géologue, qui se souvient de recherches à ce sujet publiées en 2007 dans Nature.
Séduisante, son hypothèse soutenant l'existence d'un océan dans le passé de Mars ne manque pas d'arguments solides. Toutefois, la géologue préfère rester prudente et humble. « Nous avons toujours besoin d'en apprendre davantage avant d'être confiants sur ce qui peut être vrai ou faux. » Évoquant les sondes sismiques très utilisées pour la prospection marine du gazgaz et du pétrolepétrole, Lorena Moscardelli regrette qu'il n'y ait pas beaucoup d'échanges avec ses collègues de l'industrie.
