Grimpeurs ambitieux, oubliez le mont Everest. Rêve de Mars.

La planète rouge possède certaines des plus hautes montagnes du système solaire. Ils comprennent Olympus Mons, un volcan près de trois fois la hauteur de l'Everest. Il borde une région appelée le plateau de Tharsis, où trois volcans tout aussi impressionnants dominent le paysage.

Mais quels processus géologiques ont créé ces caractéristiques sur la surface martienne ? Les scientifiques se sont longtemps posé la question et pourraient bientôt en savoir plus.

La NASA et le DLR (Centre aérospatial allemand) prévoient de prendre la température de la planète pour la toute première fois, mesurer comment la chaleur sort de la planète et alimente cette géologie inspirante. La détection de cette chaleur qui s'échappe sera une partie cruciale d'une mission appelée InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Géodésie et transport de chaleur), géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie.

InSight sera la première mission à étudier l'intérieur profond de Mars, en utilisant son instrument de flux de chaleur et de propriétés physiques (HP3) pour mesurer la chaleur lorsqu'elle est conduite de l'intérieur à la surface de la planète. Cette énergie a été en partie capturée lors de la formation de Mars il y a plus de 4 milliards d'années, conserver une trace de sa création. Cette énergie est également due à la désintégration des éléments radioactifs dans l'intérieur rocheux.

La façon dont la chaleur se déplace à travers le manteau et la croûte d'une planète détermine les caractéristiques de surface qu'elle aura, a déclaré Sue Smrekar de JPL, l'enquêteur principal adjoint de la mission et le responsable adjoint de HP3.

"La majeure partie de la géologie de la planète est le résultat de la chaleur, " dit Smrekar. " Les éruptions volcaniques dans le passé antique ont été entraînées par le flux de cette chaleur, pousser et construire les imposantes montagnes pour lesquelles Mars est célèbre."

Une taupe pour Mars

Alors que les scientifiques ont modélisé la structure intérieure de Mars, InSight offrira la première opportunité de trouver la vérité sur le terrain, en regardant littéralement sous le sol.

HP3, construit et exploité par DLR, sera placé sur la surface martienne après l'atterrissage d'InSight le 26 novembre 2018. Une sonde appelée taupe va marteler le sol, s'enterrant et traînant une attache derrière lui. Des capteurs de température intégrés dans cette attache mesureront la chaleur interne naturelle de Mars.

Ce n'est pas une tâche facile. La taupe doit creuser assez profondément pour échapper aux grandes variations de température de la surface martienne. Même la "chaleur corporelle" du vaisseau spatial pourrait affecter les lectures super sensibles de HP3.

"Si la taupe se coince plus haut que prévu, on peut encore mesurer la variation de température, " a déclaré le responsable de l'enquête HP3, Tilman Spohn du DLR. "Nos données auront plus de bruit, mais nous pouvons soustraire les variations météorologiques quotidiennes et saisonnières en les comparant aux mesures de la température du sol. »

En plus de creuser, la taupe va dégager des impulsions de chaleur. Les scientifiques étudieront à quelle vitesse la taupe réchauffe la roche environnante, leur permettant de déterminer dans quelle mesure la chaleur est conduite par les grains de roche sur le site d'atterrissage. Les grains densément emballés conduisent mieux la chaleur, un élément important de l'équation pour déterminer l'énergie interne de Mars.

Cuisiner une nouvelle planète

Pour un exemple de flux de chaleur planétaire, imaginez une casserole d'eau sur une cuisinière.

Au fur et à mesure que l'eau chauffe, il s'élargit, devient moins dense, et monte. La glacière, l'eau plus dense coule au fond, où ça chauffe. Ce cycle de froid à chaud est appelé convection. La même chose se passe à l'intérieur d'une planète, barattage de la roche sur des millions d'années.

Tout comme les bulles en expansion peuvent pousser le couvercle d'un pot, les volcans sont des couvercles qui s'envolent du sommet d'un monde. Ils façonnent la surface d'une planète dans le processus. La majeure partie de l'atmosphère sur les planètes rocheuses se forme lorsque les volcans expulsent le gaz des profondeurs. On pense que certains des plus grands lits de rivières asséchés de Mars se sont formés lorsque les volcans de Tharsis ont craché du gaz dans l'atmosphère. Ce gaz contenait de la vapeur d'eau, qui s'est refroidi en liquide et peut avoir formé les canaux entourant Tharsis.

Plus la planète est petite, plus vite il perd sa chaleur d'origine. Puisque Mars ne fait qu'un tiers de la taille de la Terre, la majeure partie de sa chaleur a été perdue au début de son histoire. La plupart des activités géologiques martiennes, y compris le volcanisme, s'est produit dans le premier milliard d'années de la planète.

"Nous voulons savoir ce qui a conduit au début du volcanisme et du changement climatique sur Mars, " a déclaré Spohn. " Avec combien de chaleur Mars a-t-il commencé ? Combien restait-il pour conduire son volcanisme ?"

Les orbiteurs de la NASA ont donné aux scientifiques une vue "macro" de la planète, leur permettant d'étudier la géologie martienne d'en haut. HP3 offrira un premier aperçu de l'intérieur de Mars.

"Les planètes sont un peu comme un moteur, entraînés par la chaleur qui déplace leurs parties internes, " dit Smrekar. " Avec HP3, nous soulèverons le capot du moteur de Mars pour la première fois."

Ce que les scientifiques apprennent au cours de la mission InSight ne s'appliquera pas seulement à Mars. Il leur apprendra comment toutes les planètes rocheuses se sont formées, y compris la Terre, sa Lune et même des planètes dans d'autres systèmes solaires.