Une image topographique colorée montrant les vallées fluviales sur Mars. L'exutoire du canyon de la Loire Vallis (trait blanc) s'est formé à partir du débordement d'un lac du bassin du Paraná (délimité en blanc). Les lignes noires indiquent d'autres vallées fluviales formées par des processus autres que les débordements des lacs. L'arrière-plan est une topographie colorée dérivée de l'altimètre laser de Mars Orbiter sur une mosaïque d'images du système d'imagerie par émission thermique. L'image fait environ 650 kilomètres de diamètre. Crédit :NASA/GSFC/ JPL ASU
Sur Terre, l'érosion fluviale est généralement un processus lent. Mais sur Mars, les inondations massives des lacs de cratère débordant ont eu un rôle démesuré dans la formation de la surface martienne, creusant des gouffres profonds et déplaçant de grandes quantités de sédiments, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université du Texas à Austin.
L'étude, publié le 29 septembre dans La nature , constaté que les inondations, qui n'a probablement duré que quelques semaines, érodé plus qu'assez de sédiments pour remplir complètement le lac Supérieur et le lac Ontario.
"Si nous pensons à la façon dont les sédiments se déplaçaient à travers le paysage de l'ancienne Mars, les crues des brèches du lac étaient un processus vraiment important à l'échelle mondiale, " a déclaré l'auteur principal Tim Goudge, professeur assistant à l'UT Jackson School of Geosciences. "Et c'est un résultat un peu surprenant car ils ont été considérés comme des anomalies ponctuelles pendant si longtemps."
Les lacs de cratère étaient courants sur Mars il y a des milliards d'années, lorsque la planète rouge avait de l'eau liquide à sa surface. Certains cratères pourraient contenir l'équivalent d'une petite mer d'eau. Mais quand l'eau est devenue trop difficile à retenir, il briserait le bord du cratère, provoquant des inondations catastrophiques qui ont creusé des vallées fluviales dans son sillage. Une étude de 2019 dirigée par Goudge a déterminé que ces événements se sont produits rapidement.
Des images de télédétection prises par des satellites en orbite autour de Mars ont permis aux scientifiques d'étudier les restes de lacs de cratère martiens percés. Cependant, les lacs de cratère et leurs vallées fluviales ont pour la plupart été étudiés sur une base individuelle, dit Goudge. Il s'agit de la première étude à examiner comment les 262 lacs sillonnés à travers la planète rouge ont façonné la surface martienne dans son ensemble.
Les restes d'un ancien lac de cratère sur Mars entouré d'autres plus petits cratères. Le grand canyon de sortie en haut à gauche s'est formé lors d'un événement de brèche dans un cratère. Crédit :Goudge et al.
La recherche a consisté à revoir un catalogue préexistant de vallées fluviales sur Mars et à classer les vallées en deux catégories :les vallées qui ont commencé au bord d'un cratère, ce qui indique qu'ils se sont formés lors d'une crue de brèche de lac, et des vallées qui se sont formées ailleurs dans le paysage, ce qui suggère une formation plus progressive dans le temps.
De là, les scientifiques ont comparé la profondeur, la longueur et le volume des différents types de vallées et ont constaté que les vallées fluviales formées par les brèches du lac de cratère frappent bien au-dessus de leur poids, érodant près d'un quart du volume de la vallée fluviale de la planète rouge alors qu'elle ne représente que 3 % de la longueur totale de la vallée.
"Cet écart s'explique par le fait que les canyons de sortie sont nettement plus profonds que les autres vallées, " a déclaré le co-auteur de l'étude Alexander Morgan, chercheur au Planetary Science Institute.
À 559 pieds (170,5 mètres), la profondeur médiane d'une vallée fluviale de brèche est plus du double de celle des autres vallées fluviales créées plus progressivement au fil du temps, qui ont une profondeur médiane d'environ 254 pieds (77,5 mètres).
Une carte globale de Mars montrant les vallées fluviales autour de la planète rouge. Les vallées fluviales formées par les brèches du lac de cratère sont en blanc. Les vallées fluviales qui se sont formées progressivement au fil du temps sont en noir. Crédit :Goudge et al.
En outre, bien que les gouffres soient apparus dans un instant géologique, ils peuvent avoir eu un effet durable sur le paysage environnant. L'étude suggère que les brèches ont creusé des canyons si profonds qu'elles ont pu influencer la formation d'autres vallées fluviales voisines. Les auteurs ont déclaré qu'il s'agissait d'une explication alternative potentielle pour la topographie unique de la vallée de la rivière martienne qui est généralement attribuée au climat.
L'étude démontre que les vallées fluviales de la brèche du lac ont joué un rôle important dans la formation de la surface martienne, mais Goudge a dit que c'est aussi une leçon d'attentes. La géologie de la Terre a effacé la plupart des cratères et fait de l'érosion fluviale un processus lent et régulier dans la plupart des cas. Mais cela ne signifie pas que cela fonctionnera de cette façon sur d'autres mondes.
"Quand vous remplissez [les cratères] d'eau, c'est beaucoup d'énergie stockée là pour être libérée, " a déclaré Goudge. " Il est logique que Mars puisse basculer, dans ce cas, à être façonné par le catastrophisme plus que la Terre."
