Une étude publiée dans la revue Lettres des sciences de la Terre et des planètes postule que Mars s'est formée dans ce qui est aujourd'hui la ceinture d'astéroïdes, environ une fois et demie plus loin du soleil que sa position actuelle, avant de migrer vers son emplacement actuel.

L'hypothèse a généralement été que Mars s'est formée près de la Terre à partir des mêmes blocs de construction, mais cette conjecture soulève une grande question :pourquoi les deux planètes sont-elles si différentes en composition ? Mars contient différents, briquet, silicates que la Terre, plus proches de ceux trouvés dans les météorites. Pour tenter d'expliquer pourquoi les éléments et les isotopes sur Mars diffèrent largement de ceux sur Terre, chercheurs du Japon, les États-Unis et le Royaume-Uni ont effectué des simulations pour mieux comprendre le mouvement de la planète rouge dans le système solaire.

Même si les simulations de l'étude suggèrent que l'explication la plus probable est que Mars s'est formée près de la Terre, ce modèle ne tient pas compte des différences de composition entre les deux planètes. Ainsi, les chercheurs ont porté une attention particulière aux simulations cohérentes avec le modèle dit de Grand Tack, ce qui suggère que Jupiter a joué un rôle majeur dans la formation et l'architecture orbitale finale des planètes intérieures. La théorie soutient qu'un Jupiter nouvellement établi a labouré une grande concentration de masse vers le soleil, qui a contribué à la formation de la Terre et de Vénus, tout en poussant simultanément la matière loin de Mars, ce qui explique la faible masse de la planète (environ 11 % de celle de la Terre) et la différence entre les compositions des deux planètes.

Dans les simulations Grand Tack, les chercheurs ont glané des informations supplémentaires sur la formation de Mars. Un petit pourcentage des simulations suggèrent que Mars s'est formée beaucoup plus loin du soleil qu'elle ne l'est maintenant et que l'attraction gravitationnelle de Jupiter a poussé Mars dans sa position actuelle.

Stephen Mojzsis, professeur de sciences géologiques à l'Université du Colorado, un co-auteur de l'étude, n'est pas concerné par la faible probabilité que ce scénario se produise.

"Une faible probabilité signifie l'une des deux choses suivantes :que nous n'avons pas de meilleur mécanisme physique pour expliquer la formation de Mars ou dans l'énorme panoplie de possibilités, nous nous sommes retrouvés avec un qui est relativement rare, " il dit, notant que cette dernière semble être la meilleure conclusion.

Mojzsis garde également ces termes en perspective. "Gardez à l'esprit que rare est relatif, " quand il s'agit d'espace, il dit, et des résultats rares se produisent. Quelles sont les chances que la Terre croise l'orbite de l'astéroïde qui a frappé le Yucatan et fait disparaître les dinosaures ?

"Avec assez de temps, on peut s'attendre à ces événements, " dit Mojzsis. "Par exemple, vous finirez par obtenir des doubles six si vous lancez les dés suffisamment de fois. La probabilité est de 1/36 ou à peu près la même que celle que nous obtenons pour nos simulations de la formation de Mars."

Une implication de la formation de Mars plus loin du soleil est que la planète aurait été plus froide qu'on ne le pensait à l'origine, peut-être trop froide pour l'eau liquide ou pour maintenir la vie. Cette théorie semblerait remettre en cause l'idée que Mars était autrefois beaucoup plus chaude et plus humide qu'elle ne l'est maintenant. Mojzsis soutient qu'il y a eu beaucoup de temps dans l'histoire de Mars pour qu'il ait été à la fois plus froid et plus éloigné et parfois pour qu'il ait connu une chaleur, périodes humides.

"La formation de Mars dans la ceinture d'astéroïdes a eu lieu très tôt dans l'histoire de Mars, bien avant que la croûte ne se stabilise et que l'atmosphère se soit établie, " dit-il. Dans un article qu'il a co-écrit l'année dernière, Mojzsis conclut que vers la fin de la formation planétaire de Mars, elle a été bombardée par des astéroïdes qui ont formé les innombrables cratères de la planète. Des impacts aussi importants pourraient "faire fondre la cryosphère et la croûte de Mars pour densifier l'atmosphère de Mars et relancer le cycle hydrologique, " dit Mojzsis.

Alors que de nombreux scientifiques commencent à adopter l'idée de migration planétaire, des études comme celle-ci soulèvent des questions supplémentaires concernant les planètes et leurs histoires. Quelle est la composition de Vénus et comment se compare-t-elle à celle de la Terre ? La confirmation des similitudes entre Vénus et la Terre soutiendrait de manière circonstancielle l'idée que, dans la théorie de Grand Tack, Jupiter a poussé de la matière dans le système pour former la Terre et Vénus. Cela soutiendrait également les théories des chercheurs sur la formation des planètes dans le système solaire interne, y compris Mars. Cependant, l'absence d'échantillons, même des météorites, de Vénus rend difficile de répondre à cette question. La NASA et l'agence spatiale russe Roscosmos ont proposé la mission conjointe Venera-D qui enverrait un orbiteur vers Vénus vers 2025, ce qui peut donner quelques indices sur la composition de la planète.

Mojzsis souligne également que l'un des problèmes auxquels nous sommes confrontés est d'essayer de comprendre comment les planètes géantes se sont formées. Jupiter, Saturne, Uranus, et Neptune n'a pas pu se former là où ils résident maintenant parce que le système solaire extérieur n'avait pas assez de masse au début pour expliquer ces mondes géants, il dit.

Il se pourrait que les planètes géantes se soient formées à proximité les unes des autres puis se soient éloignées plus tard sous l'influence de leurs interactions gravitationnelles. Une telle théorie n'est pas unique à notre système solaire. "Nous comprenons à partir d'observations directes via le télescope spatial Kepler et d'études antérieures que la migration des planètes géantes est une caractéristique normale des systèmes planétaires, " dit Mojzsis. " La formation de planètes géantes induit la migration, et la migration est une question de gravité, et ces mondes ont affecté les orbites les uns des autres dès le début."

Les travaux récents de Mojzsis se concentrent également sur la façon dont Jupiter s'est retrouvée dans sa position actuelle et comment sa formation correspond à la dispersion du gaz et de la poussière du disque formant la planète du soleil. Petit à petit, les scientifiques acquièrent une meilleure compréhension de l'histoire du système solaire et de la nature de la formation planétaire dans notre voisinage galactique.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du magazine Astrobiology de la NASA. Explorez la Terre et au-delà sur www.astrobio.net .