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Image de l’orbiteur Mars Express de l’Agence spatiale européenne montrant l’une des failles de Cerberus Fossae — © ESA / DLR / FU Berlin

Alors que Mars était jusqu’à présent considérée comme géologiquement morte, de nouvelles données indiquent l’existence d’un panache mantellique géant, produisant une activité sismique dans une région particulière de sa surface.

Une planète rouge plus active que prévu

Au cours de ses quatre années de service, l’atterrisseur InSight de la NASA a détecté pas moins de 1 300 marsquakes, semblant majoritairement provenir d’une zone de failles connue sous le nom de Cerberus Fossae. Si ces événements sont généralement liés à la tectonique des plaques ici sur Terre, le fait qu’un tel mécanisme n’ait pas cours sur Mars a poussé les chercheurs à explorer un second scénario, impliquant la remontée d’énormes bulles de magma depuis ses entrailles.

« Nous avons des preuves solides de panaches mantelliques actifs sur la Terre et Vénus, mais on ne s’attend pas à ce que cela se produise sur un monde comme Mars », explique Jeff Andrews-Hanna, co-auteur de la nouvelle étude publiée dans la revue Nature Astronomy. « Si cette planète était très active il y a 3 à 4 milliards d’années, la théorie dominante est qu’elle est aujourd’hui essentiellement morte sur le plan géologique. »

Les astronomes se sont penchés sur la grande plaine volcanique encadrant les failles de Cerberus Fossae, appelée Elysium Planitia, et ont cherché à identifier des caractéristiques indiquant la présence de panaches mantelliques sur Terre, telles qu’un soulèvement et un étirement de la croûte, due à la remontée du magma.

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Vue d’artiste d’un panache mantellique martien actif — © Adrien Broquet / Audrey Lasbordes

Un examen minutieux a permis la mise en évidence d’une élévation de plus d’un kilomètre semblant avoir été causée par une activité géologique profonde et récente, sur la base des mesures du champ de gravité de la région et de l’inclinaison caractéristique des sols de ses cratères d’impact. Un scénario que l’application d’un modèle tectonique, incapable de rendre compte des caractéristiques observées, a permis d’appuyer. Selon l’équipe, la seule explication possible se résume à un gigantesque panache mantellique actif de 4 000 km de diamètre.

D’importantes implications

« En termes de ce que l’on s’attend à voir avec un panache mantellique actif, Elysium Planitia remplit toutes les conditions requises », souligne Andrews-Hanna. « Cette découverte constitue un défi pour les modèles utilisés par les planétologues pour étudier l’évolution thermique des planètes. Ce panache mantellique a affecté une zone de Mars de la taille du continent américain. Les futures études devront trouver un moyen de tenir compte d’un très grand panache mantellique dont on ne prévoyait pas la présence. »

Suggérant une planète rouge bien plus géologiquement active que prévu, ces travaux pourraient également avoir des implications majeures pour la vie sur Mars, avec un magma chaud à même d’entraîner des réactions chimiques permettant à des organismes microbiens de persister sous sa surface.

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