En matière de paysages, Mars présente deux visages. Une vaste plaine de faible altitude dans sa moitié nord, tandis que le sud est marqué par un terrain plus accidenté et une altitude moyenne plus élevée de plusieurs kilomètres. L’origine de cette dichotomie impressionnante reste cependant débattue. Impact géant ou processus internes ? Une nouvelle étude apporte de nouveaux éléments.


au sommaire


    Le paysage martien est fascinant. Si, par endroits, il présente une ressemblance certaine avec celui de la Terre, la surface de la planète possède toutefois certaines structures uniques et totalement démesurées. Olympus Mons, avec ses 22 kilomètres de hauteur, est ainsi le plus haut volcanvolcan du Système solaire, alors que le gigantesque canyon de Valles Marineris, qui court sur 3 770 kilomètres de long et peut atteindre jusqu'à 600 kilomètres de profondeur, s'étend comme une immense balafre à la surface de la planète. Mais ce n'est pas tout. Mars possède une autre caractéristique, moins visible au premier coup d'œilœil, mais qui intrigue les scientifiques depuis sa découverte dans les années 1970.

    L'immense canyon de <em>Valles Marineris</em> n'est pas la seule spécificité de Mars. © Nasa
    L'immense canyon de Valles Marineris n'est pas la seule spécificité de Mars. © Nasa

    Deux hémisphères totalement différents

    La croûte martienne est en effet divisée en deux grandes parties : les hautes terres du sud, qui recouvrent environ les deux tiers de la planète, et les basses terres du nord. Ces deux parties présentent une différence d'altitude énorme, allant de cinq à six kilomètres ! C'est ce que l'on appelle la dichotomie martienne.

    En bleu, les basses terres du nord et, en rouge, les hauts plateaux martiens. © Nasa, Mola Science Team
    En bleu, les basses terres du nord et, en rouge, les hauts plateaux martiens. © Nasa, Mola Science Team

    Depuis plusieurs décennies, les chercheurs tentent ainsi de comprendre quel processus ou événement a pu être à l'origine de ce contrastecontraste si fort entre les deux hémisphères de la planète. Plusieurs hypothèses ont été proposées. Certaines études suggèrent que la dichotomie soit le résultat d'une gigantesque collision avec un astéroïde de la taille de la Lune. D'autres ont proposé une origine interne, en lien avec le flux de chaleur du manteaumanteau. Une seconde hypothèse qui semble confortée par une nouvelle étude, publiée dans la revue Geophysical Research Letters.

    L’intérieur de Mars étudié grâce aux séismes

    Une équipe de chercheurs a en effet analysé les données enregistrées par Insight, un atterrisseur de la Nasa équipé d'un sismomètresismomètre capable de capter les petits séismes qui secouent Mars. Bien que la mission soit désormais terminée, l'étude des données acquises par l'instrument se poursuit et a déjà livré des informations intéressantes sur la structure interne de Mars, qui pourraient permettre de mieux comprendre l'origine de la dichotomie.

    Il faut se souvenir que les séismesséismes produisent des ondes qui voyagent à travers les différentes couches de la planète, sur Terre comme sur Mars. L’analyse de ces ondes donne ainsi de précieuses informations sur la nature des milieux traversés, et sur la température notamment. La propagation des ondes est en effet très sensible à la température du milieu.

    Premier selfie de l'atterrisseur InSight capturé le 6 décembre 2018, peu après son arrivée sur Mars. © Nasa, JPL-Caltech
    Premier selfie de l'atterrisseur InSight capturé le 6 décembre 2018, peu après son arrivée sur Mars. © Nasa, JPL-Caltech

    Un manteau bien plus chaud et actif au sud

    L'analyse de la propagation des ondes produites par plusieurs séismes a ainsi permis de montrer que le manteau situé sous les hautes terres du sud était plus chaud et plus fluide que celui situé sous les basses terres du nord. Les modélisationsmodélisations réalisées suggèrent ainsi que dans l'hémisphère Sudhémisphère Sud, le manteau pourrait atteindre une température de 1 000 °C, alors qu'il ne serait que de 800 °C dans l'hémisphère Nordhémisphère Nord. La croûtecroûte plus épaisse de l'hémisphère Sud participerait d'ailleurs au maintien de cette haute température interne, à l'image d'un couvercle sur une casserole. Un phénomène renforçant la convectionconvection au sein du manteau dans cette région, et donc les épisodes volcaniques.

    Cette convection vigoureuse dans l'hémisphère Sud pourrait donc être à l'origine de la dichotomie martienne. Un premier résultat qui penche pour une origine interne et non externe de cette spécificité martienne.