Messenger a permis de renouveler l'image que l'on se fait de Mercure, et ce n'est probablement pas fini. On voit ici deux cartes avec des résolutions différentes obtenues en rassemblant des images prises pendant un jour de Mercure, c'est-à-dire 176 jours terrestres. La carte monochrome de gauche a une résolution de 250 mètres par pixel. Celle colorée à droite a une résolution d’un kilomètre par pixel. © Nasa, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie Institution of Washington

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Un océan de magma a peut-être existé sur Mercure

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En analysant la composition chimique des roches à la surface de Mercure à l'aide des instruments de Messenger, des chercheurs du MIT sont arrivés à une conclusion fascinante. Pendant les premiers millions d'années de son histoire, Mercure devait posséder un immense océan de magma bouillonnant. Un tel océan a existé sur la Lune, et probablement aussi sur la Terre.

  • Découvrez les images de la mystérieuse planète Mercure

La sonde Messenger (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) continue de nous dévoiler lentement mais sûrement les secrets de la planète Mercure. Le dernier en date concerne l'histoire primitive de la planète et ce qui lui est arrivé entre un et dix millions d'années après sa naissance, voilà environ 4,5 milliards d'années. À ce moment-là, les planètes internes du Système solaire étaient en train d'achever leur formation par accrétion et leur différenciation. Le bombardement météoritique était encore intense avec la chute de véritables astéroïdes.


Une vidéo montrant Geoff Mackley s'approchant d'un lac de lave bouillonnant à l'intérieur du volcan Marum sur l'île d'Ambrym (Vanuatu). Ces images donnent probablement une idée de l’aspect d’un océan de magma sur une planète au début de l'histoire du Système solaire. © geoffmackley, YouTube

Du fait de ce bombardement, beaucoup de chaleur se trouvait encore à l'intérieur des planètes rocheuses en formation. On suspecte ainsi qu'un gigantesque océan magmatique global a recouvert la Terre pendant l'Hadéen avant de se refroidir. Pour la Lune, nous en sommes raisonnablement sûrs. Il en existerait toujours un dans les entrailles d'Io du fait des forces de marée de Jupiter.

Composition chimique décryptée grâce aux éruptions solaires

La récente proposition faite par des chercheurs du MIT dans un article des Earth and Planetary Science Letters ne saurait donc surprendre. Pour eux, les mesures concernant la composition des roches de la surface de Mercure ne s'expliqueraient bien que si un océan magmatique similaire à celui de la Terre et de la Lune a existé temporairement sur Mercure au début de son histoire.

Vue d’artiste de la sonde Messenger en train de dresser une carte en fausses couleurs de la surface de Mercure. Elle a effectué un survol complet de la planète. © Nasa, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie Institution of Washington

Pour aboutir à cette conclusion, les chercheurs ont d'abord analysé les données obtenues par fluorescence X concernant la croûte de Mercure. Lorsque la sonde Messenger s'est mise en orbite en mars 2011 autour de la planète, le Soleil était dans une période marquée par des éruptions solaires intenses. Cela a eu pour conséquence d'augmenter les émissions de rayons X en provenance des minéraux composant la croûte de Mercure. Le spectromètre à rayons X équipant la sonde a alors permis de lire dans la composition chimique de ces minéraux. Les chercheurs ont pu constater que la surface de Mercure était composée de deux grands types de roches avec des compositions chimiques possédant des différences marquées.

Un océan de magma qui cristallise en deux couches sur Mercure

Il leur a alors été possible de reconstituer ces roches en laboratoire sur Terre et de faire des expériences en variant la pression et la température afin de déterminer quels processus géologiques pouvaient avoir abouti à leur formation. Il est finalement apparu que l'explication la plus probable faisait intervenir un océan magmatique initial qui se serait refroidi en formant deux couches différentes, constituées de cristaux différents, par ségrégation chimique. Ultérieurement, des processus de fusion partielle dans ces deux couches auraient généré des magmas donnant des laves bien différentes en surface. Ce serait donc là la solution de l'énigme posée par la variété de la composition chimique des roches formant la surface de Mercure.

Gageons qu'il nous reste encore bien des choses à apprendre sur l'histoire de Mercure et que cette découverte, si elle est confirmée, vient de nous donner un élément de plus pour un fascinant puzzle planétologique.