Les deux plus gros séismes détectés par InSight de la NASA semblent provenir d'une région de Mars appelée Cerberus Fossae. Les scientifiques ont déjà repéré des signes d'activité tectonique ici, y compris les glissements de terrain. Cette image a été prise par la caméra HiRISE sur Mars Reconnaisance Orbiter de la NASA. Crédit :NASA/JPL-Caltech/Université d'Arizona
Sur la base de l'analyse des tremblements de terre enregistrés par la mission InSight de la NASA, la structure de la croûte de Mars a maintenant été déterminée en nombres absolus pour la première fois. Sous le site d'atterrissage d'InSight, la croûte a une épaisseur d'environ 20 ou 39 kilomètres. C'est le résultat d'une équipe de recherche internationale dirigée par la géophysicienne Dr Brigitte Knapmeyer-Endrun à l'Institut de géologie et de minéralogie de l'Université de Cologne et le Dr Mark Panning au Jet Propulsion Laboratory, Institut de technologie de Californie (Caltech). InSight signifie « Exploration intérieure à l'aide d'enquêtes sismiques, Géodésie et transport de chaleur." L'atterrisseur de la NASA, qui a atterri sur Mars le 26 novembre 2018, explore la croûte, manteau et noyau de la planète rouge. L'article "Épaisseur et structure de la croûte martienne à partir des données sismiques InSight" paraîtra dans Science le 23 juillet.
Autrefois, seules des différences relatives dans l'épaisseur de la croûte de Mars ont pu être estimées, et des hypothèses supplémentaires étaient nécessaires pour obtenir des épaisseurs absolues. Les valeurs absolues résultantes ont donc montré une grande dispersion, selon les hypothèses qui ont été faites. La sismologie remplace désormais ces hypothèses par une mesure directe sur le site d'atterrissage, et calibre ainsi l'épaisseur de la croûte pour l'ensemble de la planète. Ce point de données indépendant permet également d'estimer la densité de la croûte.
"Ce que la sismologie peut mesurer, ce sont principalement les contrastes de vitesse. Ce sont des différences de vitesse de propagation des ondes sismiques dans différents matériaux, " dit Knapmeyer-Endrun, auteur principal de l'article. "Très similaire à l'optique, nous pouvons observer des phénomènes comme la réflexion et la réfraction. Concernant la croûte, nous bénéficions également du fait que la croûte et le manteau sont constitués de roches différentes, avec un fort saut de vitesse entre eux. » Sur la base de ces sauts, la structure de la croûte peut être déterminée très précisément.
Les données montrent qu'au site d'atterrissage d'InSight, la couche supérieure a une épaisseur d'environ 8 (+/-2) kilomètres. En dessous, une autre couche suit à environ 20 (+/-5) kilomètres. "Il est possible que le manteau commence sous cette couche, ce qui indiquerait une croûte étonnamment mince, même par rapport à la croûte continentale sur Terre. Sous Cologne, par exemple, la croûte terrestre a une épaisseur d'environ 30 kilomètres, " expliqua Knapmeyer-Endrun. Peut-être, cependant, il y a une troisième couche crustale sur Mars, ce qui rendrait la croûte martienne sous le site d'atterrissage d'environ 39 (+/-8) kilomètres d'épaisseur. Ce serait plus cohérent avec les conclusions précédentes, mais le signal de cette couche n'est pas essentiel pour correspondre aux données existantes. "Dans les deux cas, cependant, on peut exclure la possibilité que toute la croûte soit constituée du même matériau connu des mesures de surface et des météorites martiennes, dit le géophysicien. les données suggèrent que la couche supérieure est composée d'une roche étonnamment poreuse. Aussi, il pourrait y avoir d'autres types de roches à des profondeurs plus importantes que les basaltes vus à la surface."
Le rendu de cet artiste montre une coupe de l'instrument Sismic Experiment for Interior Structure, ou SEIS, qui volera dans le cadre de l'atterrisseur Mars InSight de la NASA. SEIS est un sismomètre très sensible qui sera utilisé pour la première fois pour détecter les tremblements de terre de la surface de la planète rouge. Il y a deux couches dans cette coupe. La couche externe est le Wind and Thermal Shield - un revêtement qui protège le sismomètre de l'environnement martien. Le vent sur Mars, ainsi que des changements de température extrêmes, pourrait affecter l'instrument très sensible. La couche intérieure est SEIS elle-même, un dôme de couleur laiton qui abrite les trois pendules de l'instrument. Ces intérieurs se trouvent à l'intérieur d'une chambre à vide en titane pour les isoler davantage des changements de température sur la surface martienne. Crédit :NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP
Le seul, une mesure indépendante de l'épaisseur de la croûte sur le site d'atterrissage d'InSight est suffisante pour cartographier la croûte sur l'ensemble de la planète. Les mesures des satellites en orbite autour de Mars fournissent une image très claire du champ de gravité de la planète, permettant aux scientifiques de comparer les différences relatives d'épaisseur de la croûte à la mesure prise sur le site d'atterrissage. La combinaison de ces données fournit une carte précise.
Il s'agit du deuxième selfie complet de NASA InSight sur Mars. Depuis qu'il a pris son premier selfie, l'atterrisseur a retiré sa sonde thermique et son sismomètre de son pont, les placer sur la surface martienne; une fine couche de poussière recouvre désormais également le vaisseau spatial. Ce selfie est une mosaïque composée de 14 images prises les 15 mars et 11 avril - les 106e et 133e jours martiens, ou sols, de la mission - par la caméra de déploiement d'instruments d'InSight, situé sur son bras robotique. Crédit :NASA/JPL-Caltech
L'épaisseur de la croûte de Mars est particulièrement intéressante car la croûte s'est formée à un stade de formation précoce à partir des restes d'un manteau en fusion. Ainsi, les données sur sa structure actuelle peuvent également fournir des informations sur l'évolution de Mars. En outre, une compréhension plus précise de l'évolution de Mars aide à déchiffrer comment les premiers processus de différenciation se sont déroulés dans le système solaire et pourquoi Mars, Terre, et les autres planètes sont si différentes aujourd'hui.
