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Mars Express révèle l'histoire des grands volcans martiens

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En mesurant pendant cinq ans les légères variations de l'orbite de Mars Express à chacun de ses passages au-dessus du plateau de Tharsis, les ingénieurs de l'Esa sont parvenus à réaliser la carte gravimétrique de cette région volcanique et à en reconstituer l'histoire.

Image d'Olympus Mons, le volcan géant martien, codée en fausses couleurs, du plus haut (blanc) au plus bas (bleu), réalisée à partir des données acquises par la sonde Mars Express. © Esa/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
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Il y a quelques jours à peine, la Nasa présentait des images à haute résolution prises par sa sonde MRO, montrant des spirales de lave sur Mars, confirmant l'origine volcanique de certains grands chenaux d'écoulement. C'est au tour de l'Esa de révéler l'histoire du plateau de Tharsis.

Cette région est un vaste renflement volcanique de plus de 5.000 kilomètres de diamètre centré sur l'équateur et dominé par de gigantesques volcans. Il y a bien entendu Olympus Mons, le plus grand volcan du Système solaire avec ses 27 kilomètres de haut et ses 650 kilomètres de diamètre, situé juste en bordure ouest de ce plateau. Au centre de Tharsis on peut ensuite admirer trois volcans majestueusement alignés : Arsia Mons (9 kilomètres d'altitude), Pavonis Mons (14 kilomètres) et Ascraeus Mons (18 kilomètres).

C'est sur leurs pentes qu'on a découvert des dépressions formées par des tubes de lave effondrés qui pourraient offrir chaleur et protection contre les radiations solaires et cosmiques, des conditions indispensables pour envisager la persistance d'une activité microbienne. Signalons enfin à l'est d'Ascraeus Mons la présence de Tharsis Tholus, un volcan de seulement 7 kilomètres d'altitude défiguré par de gigantesques effondrements sur ses flancs que la sonde européenne Mars Express a longuement examiné en 2011.

Sur Mars le plateau de Tharsis abrite les plus grands volcans du Système solaire. © Nasa/MGS

L'histoire du plateau de Tharsis reconstituée

Pour écrire l'histoire du plateau de Tharsis où l'activité volcanique semble s'être arrêtée dans un passé récent à l'échelle géologique (100 à 250 millions d'années), les ingénieurs de l'Esa ont combiné des données altimétriques fournies par MRO ainsi que les légères oscillations de l'orbite de Mars Express mesurées à la verticale de Tharsis et traduites en variations de densité. Leurs résultats viennent d'être publiés dans le Journal of Geophysical Research.

Globalement la forte densité des volcans du plateau est conforme à la composition basaltique que présentent les nombreuses météorites martiennes récoltées sur Terre. Dans le détail les chercheurs ont découvert que la nature de la lave avait changé pendant la formation des trois volcans alignés de Tharsis Montes. Leur édification s'est faite dans un premier temps avec une lave très visqueuse (on parle alors d'un volcanisme andésitique) puis s'est poursuivie avec de la lave basaltique plus lourde qui constitue la surface visible de la croûte martienne que l'on observe aujourd'hui. Les données obtenues ont même permis de préciser l'ordre de formation des trois volcans : Arsia Mons est le plus ancien, ensuite Pavonis Mons s'est formé et Ascraeus Mons est apparu le dernier.

Le plus surprenant reste la façon dont ils sont nés. Alors que sur Terre les chaînes de volcans comme les îles hawaïennes naissent de points chauds fixes au-dessus desquels glissent les plaques lithosphériques, sur Mars c'est le panache de magma en fusion issu des profondeurs du manteau qui s'est lentement déplacé, perçant la croûte de la planète à trois endroits différents.

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