Le package de sismomètre SEIS de l'atterrisseur Mars InSight a collecté sa première année martienne continue de données, révélant quelques surprises parmi les plus de 500 tremblements de terre détectés à ce jour.

Lors de la réunion annuelle 2021 de la Seismological Society of America (SSA), Savas Ceylan de l'ETH Zürich a discuté de certaines des conclusions de The Marsquake Service, la partie de l'équipe au sol d'InSight qui détecte les tremblements de terre et organise le catalogue de sismicité de la planète.

Les séismes de Mars diffèrent des séismes de plusieurs manières, Ceylan a expliqué. Pour commencer, ils sont beaucoup plus petits que les tremblements de terre, avec le plus grand événement enregistré à des distances télésismiques autour de la magnitude 3,6. SEIS est capable de détecter ces petits événements car le bruit sismique de fond sur Mars peut être beaucoup plus faible que sur Terre, sans le tremblement constant produit par les vagues de l'océan.

"Pendant une grande partie d'une année martienne, du coucher du soleil jusqu'au petit matin, l'atmosphère martienne devient très calme, donc il n'y a pas de bruit local non plus, " dit-il. " De plus, nos capteurs sont optimisés et blindés pour fonctionner dans des conditions martiennes sévères, telles que les températures extrêmement basses et les fluctuations extrêmes de température diurnes sur la planète rouge."

Les séismes de Mars se présentent également sous deux formes distinctes :les événements à basse fréquence avec des ondes sismiques se propageant à différentes profondeurs dans le manteau de la planète, et des événements à haute fréquence avec des vagues qui semblent se propager à travers la croûte. « En ce qui concerne la façon dont l'énergie sismique se désintègre au fil du temps, les événements à basse fréquence semblent ressembler davantage à des tremblements de terre" dans lesquels les secousses disparaissent relativement rapidement, Ceylan a dit, « tandis que les événements à haute fréquence ressemblent à des tremblements de lune » en persistant pendant de plus longues périodes.

La grande majorité des événements sont à haute fréquence et se produisent à des centaines de kilomètres de l'atterrisseur. "Il n'est pas tout à fait clair pour nous comment ces événements pourraient être confinés uniquement à l'énergie à haute fréquence alors qu'ils se produisent à de si grandes distances, " dit-il. " En plus de cela, la fréquence de ces événements semble varier au cours de l'année martienne, qui est un modèle que nous ne connaissons pas du tout de la Terre."

Seule une poignée de tremblements de terre ont des arrivées de phase sismiques claires - l'ordre dans lequel les différents types d'ondes sismiques arrivent à un endroit - ce qui permet aux chercheurs de calculer la direction et la distance d'où proviennent les ondes. Tous ces tremblements de terre proviennent d'une zone creuse de la surface appelée Cerberus Fossae, à environ 1800 kilomètres de l'InSight Lander.

Cerberus Fossae est l'une des plus jeunes structures géologiques de Mars, et peut s'être formé à partir d'une faille d'extension ou d'un affaissement dû à la mise en place de digues. Des études récentes suggèrent que le mécanisme d'extension pourrait être à l'origine des tremblements de terre de Cerberus Fossae, Ceylan a noté, "toutefois, nous avons un long chemin devant nous pour pouvoir expliquer les principaux mécanismes tectoniques derrière ces séismes."

Le plus grand défi pour l'équipe scientifique The Marsquake Service et InSight a été de " s'adapter aux signaux inattendus des données d'une nouvelle planète, " dit Ceylan.

Bien que des efforts importants aient été déployés pour protéger le SEIS des bruits non sismiques en le couvrant et en le plaçant directement sur la surface martienne, ses données sont encore contaminées par la météo et le bruit de l'atterrisseur.

"Nous avions besoin de comprendre le bruit sur Mars à partir de zéro, découvrir le comportement de nos sismomètres, comment l'atmosphère de Mars affecte les enregistrements sismiques, et trouver des méthodes alternatives pour interpréter correctement les données, " dit Ceylan.

Il a fallu un certain temps au Service pour être « confiant dans l'identification des différents types d'événements, " il ajouta, « discriminer ces signaux faibles du bruit de fond riche et varié, et être capable de caractériser ces nouveaux signaux de manière systématique pour fournir un catalogue cohérent."

Le catalogue et les données de sismicité InSight sont rendus publics via IPG Paris, IRIS, et PDS sur un calendrier de trois mois, avec un délai de données de trois mois.