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Le futur noyau solide de Mars

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En surface, Mars présente une croûte solide, froide, parsemée de cratères, de collines et de profondes crevasses. Mais à quelques centaines de kilomètres de profondeur, là où la pression élève considérablement densité et température, on rencontre un magma constitué de fer, de nickel et de soufre. De nouvelles recherches suggèrent qu'un noyau solide pourrait se former au centre, avec des conséquences importantes pour l'évolution de la planète.

La partie centrale de la machine : Un cube incrusté de diamant enserré entre des feuilles de muscovite. Des contacts électriques en cuivre pour le chauffage sont également visibles. Crédit : Science.

C'est du moins l'avis de Andrew Stewart, un géochimiste planétaire du Federal Institute of Technology de Suisse, qui a effectué diverses simulations visant à recréer les conditions qui règnent actuellement au sein de la Planète rouge. Pour cela, il a utilisé une presse destinée à synthétiser du diamant et soumis à de très hautes pressions un mélange de fer et de nickel, additionné de différentes teneurs en soufre.

Presse utilisée pour la production de diamant synthétique utilisée par Andrew Stewart. Des enclumes d'acier entourent un cube formé de clavettes incrustées de diamant, qui peuvent comprimer un échantillon aux pressions régnant au centre de Mars. Crédit : Science.

"Le centre de la planète comporte un taux de 10 à 16% de soufre", a-t-il déclaré en substance, "cela ne paraît pas de portée significative, mais dans le noyau d'une planète, cela peut faire toute la différence", précise-t-il.

Le défi était de taille, car les pressions à atteindre devaient impérativement reproduire celles qui règnent réellement au centre de Mars, soit 5,8 millions de livres par pouce carré (399 895 bars, ou 4077 kg par mm²). Après dissection des échantillons ainsi obtenus, Stewart et son équipe ont constaté que différents taux de concentration en soufre entraînaient un point de solidification différent, à l'instar de ce qui se produit pour l'eau dans notre environnement terrestre : si l'on y ajoute certaines impuretés, son point de congélation est abaissé, c'est pour cela que nos routes sont saupoudrées de sel durant l'hiver.

L'équipe en a conclu qu'une faible proportion de soufre pourrait aussi abaisser le point de solidification du noyau actuellement liquide de Mars, et que cet élément pourrait très bien se concentrer progressivement au centre, tombant en neige depuis les couches intermédiaires et externes, provoquant l'apparition d'une "graine" de sulfure de fer, puis d'un noyau solide.

Ce processus n'est pas sans conséquence, car un noyau dur se formant ainsi au centre de la planète provoquerait, par la différence de vitesse de rotation avec les couches de magma en fusion dans lesquels il flotterait, un champ magnétique par effet dynamo. Le champ magnétique de Mars ainsi recréé pourrait influer considérablement sur l'évolution future de la planète, et même produire des ceintures de radiations protectrices, à l'image de "nos" ceintures de Van Allen.

Le géochimiste tourne à présent le regard vers la mission ExoMars de l'Agence Spatiale Européenne et son atterrisseur NetLander, qui devrait se poser sur la planète en 2013. Celui-ci est équipé de divers instruments destinés à sonder le cœur de notre voisine planétaire en détectant les microséismes qui peuvent la parcourir, et ainsi apporter de nouvelles précisions sur la composition exacte du noyau de la planète.

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