Une nouvelle compréhension de Mars commence à émerger, grâce à la première année de la mission d'atterrisseur InSight de la NASA. Les découvertes décrites dans un ensemble de six articles publiés aujourd'hui révèlent une planète pleine de tremblements de terre, des diables de poussière et d'étranges impulsions magnétiques.

Cinq des articles ont été publiés en La nature . Un document supplémentaire dans Géosciences de la nature détaille le site d'atterrissage du vaisseau spatial InSight, un cratère peu profond surnommé "Homestead creux" dans une région appelée Elysium Planitia.

InSight est la première mission dédiée à l'exploration des profondeurs de la surface martienne. Parmi ses outils scientifiques figurent un sismomètre pour détecter les séismes, capteurs pour mesurer le vent et la pression atmosphérique, un magnétomètre, et une sonde de flux de chaleur conçue pour prendre la température de la planète.

Alors que l'équipe continue de travailler pour faire pénétrer la sonde dans la surface martienne comme prévu, le sismomètre ultra-sensible, appelé l'Expérience Sismique pour la Structure Intérieure (SEIS), a permis aux scientifiques d'« entendre » de multiples événements tremblants à des centaines de milliers de kilomètres de distance.

Les ondes sismiques sont affectées par les matériaux qu'elles traversent, donnant aux scientifiques un moyen d'étudier la composition de la structure interne de la planète. Mars peut aider l'équipe à mieux comprendre comment toutes les planètes rocheuses, y compris la Terre, d'abord formé.

Sous la terre

Mars tremble plus souvent, mais aussi plus légèrement que prévu. SEIS a trouvé plus de 450 signaux sismiques à ce jour, dont la grande majorité sont probablement des tremblements de terre (par opposition au bruit de données créé par des facteurs environnementaux, comme le vent). Le séisme le plus important était d'une magnitude d'environ 4,0, pas assez grand pour descendre sous la croûte dans le manteau inférieur et le noyau de la planète. Ce sont "les parties les plus juteuses de la pomme" lorsqu'il s'agit d'étudier la structure interne de la planète, dit Bruce Banerdt, Chercheur principal d'InSight au JPL.

Les scientifiques sont prêts pour plus :il a fallu des mois après l'atterrissage d'InSight en novembre 2018 avant qu'ils n'enregistrent le premier événement sismique. D'ici fin 2019, SEIS détectait environ deux signaux sismiques par jour, suggérant qu'InSight vient de se poser à un moment particulièrement calme. Les scientifiques croisent toujours les doigts pour le « Big One ».

Mars n'a pas de plaques tectoniques comme la Terre, mais il a des régions volcaniques actives qui peuvent provoquer des grondements. Une paire de tremblements de terre était fortement liée à l'une de ces régions, Cerbère Fossae, où les scientifiques voient des rochers qui peuvent avoir été secoués à flanc de falaise. D'anciennes inondations y ont creusé des canaux sur près de 800 milles (1, 300 kilomètres) de long. Des coulées de lave se sont ensuite infiltrées dans ces canaux au cours des 10 derniers millions d'années, un clin d'œil au temps géologique.

Certaines de ces jeunes coulées de lave semblent avoir été fracturées par des tremblements de terre il y a moins de 2 millions d'années. "C'est à peu près la plus jeune caractéristique tectonique de la planète, " a déclaré le géologue planétaire Matt Golombek du JPL. " Le fait que nous voyions des preuves de secousses dans cette région n'est pas une surprise, mais c'est très cool."

À la surface

Il y a des milliards d'années, Mars avait un champ magnétique. Il n'est plus présent, mais il a laissé des fantômes derrière, magnétisant des roches anciennes qui se trouvent maintenant entre 200 pieds (61 mètres) et plusieurs miles sous terre. InSight est équipé d'un magnétomètre, le premier à la surface de Mars à détecter les signaux magnétiques.

Le magnétomètre a découvert que les signaux à Homestead Hollow sont 10 fois plus forts que ce qui avait été prédit sur la base des données des engins spatiaux en orbite qui étudient la région. Les mesures de ces orbiteurs sont moyennées sur quelques centaines de miles, alors que les mesures d'InSight sont plus locales.

Parce que la plupart des roches de surface à l'emplacement d'InSight sont trop jeunes pour avoir été magnétisées par l'ancien champ de la planète, "ce magnétisme doit provenir d'anciennes roches souterraines, " a déclaré Catherine Johnson, planétologue à l'Université de la Colombie-Britannique et au Planetary Science Institute. « Nous combinons ces données avec ce que nous savons de la sismologie et de la géologie pour comprendre les couches magnétisées sous InSight. Quelle devrait être leur force ou leur profondeur pour que nous puissions détecter ce champ ? »

En outre, les scientifiques sont intrigués par la façon dont ces signaux changent au fil du temps. Les mesures varient selon le jour et la nuit; ils ont également tendance à pulser vers minuit. Des théories se forment encore sur les causes de tels changements, mais une possibilité est qu'ils soient liés au vent solaire interagissant avec l'atmosphère martienne.

Dans le vent

InSight mesure la vitesse du vent, direction et pression atmosphérique presque en continu, offrant plus de données que les missions débarquées précédentes. Les capteurs météorologiques du vaisseau spatial ont détecté des milliers de tourbillons qui passent, qui s'appellent des diables de poussière lorsqu'ils ramassent du gravier et deviennent visibles. "Ce site a plus de tourbillons que tout autre endroit où nous avons atterri sur Mars en transportant des capteurs météorologiques, " a déclaré Aymeric Spiga, un scientifique de l'atmosphère à l'Université de la Sorbonne à Paris.

Malgré toute cette activité et cette imagerie fréquente, Les caméras d'InSight n'ont pas encore vu de diables de poussière. Mais SEIS peut sentir ces tourbillons tirer sur la surface comme un aspirateur géant. "Les tourbillons sont parfaits pour l'exploration sismique souterraine, " a déclaré Philippe Lognonné de l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), chercheur principal de SEIS.

À venir :le noyau

InSight dispose de deux radios :une pour envoyer et recevoir régulièrement des données, et une radio plus puissante conçue pour mesurer "l'oscillation" de Mars lorsqu'elle tourne. Cette radio en bande X, également connu sous le nom d'expérience de rotation et de structure intérieure (RISE), peut éventuellement révéler si le noyau de la planète est solide ou liquide. Un noyau solide ferait vaciller Mars moins qu'un noyau liquide.

Cette première année de données n'est qu'un début. Observer une année martienne complète (deux années terrestres) donnera aux scientifiques une bien meilleure idée de la taille et de la vitesse de l'oscillation de la planète.